Работами Е.А. Векиловой установлена двухслойность памятника. Интересно отметить, что поселения верхнего и нижнего слоев не совпадают планиграфически. Нижний культурный слой, вскрытый в основном К.С. Мережковским и Г.А. Бонч-Осмоловским, локализовался в западном углу пещеры, а верхний (раскопанный Е.А. Векиловой) — в центральной ее части.

Верхнему слою Сюрени 2 присуще наличие большого количества (около 50 экз.) геометрических микролитов: сегментов, реже удлиненных сегментовидных треугольников. Этот слой датируется Е.А. Векиловой финальным этапом раннего мезолита Крыма (Векилова, 1966). Он относится к горнокрымской культуре.

В нижнем слое Сюрени 2 найдены около 180 орудий, нуклеусов и пластин, а также отщепы и обломки кремня. Орудия и нуклеусы комплекса уже неоднократно публиковались (Бонч-Осмоловский, 1934; Векилова, 1957, 1961, 1966; Schild, 1966). Нуклеусы в комплексе нижнего слоя двух основных типов: конические прямоплощадочные, довольно правильно ограненные, и двухплощадочные подпризматические. В нижнем слое насчитывается 96 орудий, изготовлены они из крупных пластин, скребков 15, большинство из них (11 экз.) концевые на пластинах или пластинчатых отщепах с закругленным или слегка скошенным рабочим лезвием. Обращает на себя внимание преобладание среди концевых скребков экземпляров, изготовленных из длинных широких пластин (8 экз.). Резцы составляют самую многочисленную категорию орудий (38 экз.). Все они за небольшим исключением изготовлены из крупных массивных пластин. Наибольшее количество (17 экз.) резцов относится к типу боковых косо- и вогнуто-ретушированных. Много также срединных и срединно-угловых резцов (10 экз.). Пять резцов сдвоенных, комбинированных, несколько — на углу сломанной пластины.

Второе место по количеству занимают наконечники на пластинах (21 экз.). Изготовлены они из больших и средних пластин с помощью плоской ретуши, которой формовались чаще всего острие и черешок наконечника. Реже черешок стрел оформлялся крутой краевой ретушью. В ряде случаев на острие наконечника заметен резцовый скол. Польский исследователь Р. Шильд, который провел детальный сравнительный анализ наконечников из Сюрени 2 и свидерских комплексов Польши, находит их во многих отношениях тождественными.

Геометрические микролиты в комплексе Сюрени представлены лишь двумя сегментами, двумя сегментовидными треугольниками и одной трапецией. Интересная особенность слоя — четыре острия с затупленным краем.

Заметную группу составляют пластины со скошенным концом (6 экз.). Все они тупо скошены. О назначении этих изделий трудно сказать что-то определенное. Е.А. Векилова публикует также две пластины-вкладыши с затупленным краем.