Năm 2008, khi Hiệp hội hang động Hoàng gia Anh đến Việt Nam, Hồ Khanh gặp Hao-ọt Lim-bơ (Howard Limbert), một chuyên gia hang động của Hiệp hội. Ông đã kể cho vị này nghe về cửa hang mà mình phát hiện ra. Qua miêu tả ban đầu của Hồ Khanh, đoàn thám hiểm nhận định đây có thể là một hang động rất lớn và động viên Hồ Khanh cố đi tìm lại cửa hang. Một mình Hồ Khanh đã vào rừng và mò mẫm kiếm tìm trong suốt hai ngày mới phát hiện ra cửa trước của hang.

Khi đó, vì tò mò, ông đã liều mình tụt xuống độ sâu khoảng 80 m, nhận thấy bên trong có suối lớn, nước chảy xiết và lòng hang có vẻ rất sâu. Ông đã cho rằng có thể hang này rất lớn, nhưng lúc ấy ông không thể tưởng tượng được đây lại là hang động lớn nhất thế giới.

Năm 2009, Hao-ọt Lim-bơ đã cùng với Hồ Khanh tụt xuống cửa hang, cả hai đã chính thức phát hiện và thám hiểm toàn bộ hang Sơn Đoòng, sau này được tạp chí Địa lí Quốc gia Mỹ (National Geographic) công bố là hang động tự nhiên lớn nhất thế giới vào năm 2010.

Theo số liệu chính xác do Công ty Trách nhiệm Hữu hạn An Thi Việt Nam (đơn vị đã thực hiện scan 3D toàn bộ lòng hang vào năm 2014) cung cấp thì chiều dài nhánh chính của hang Sơn Đoòng là 4,45 km. Khoảng cách tính từ nền lên tới trần hang bên trong, nơi cao nhất là 203 m. Từ đỉnh cao nhất của hố sụt xuống đến nền hang, khoảng cách lên tới 304 m. Nơi lòng hang rộng nhất, theo kích thước đo đạc là 147 m. Và thể tích của toàn bộ hang Sơn Đoòng đạt tới 12,5 triệu mét khối. Để chuyển tải được vẻ kì vĩ cùng không gian gây choáng ngợp của Sơn Đoòng, những bức ảnh – khuôn hình đều phải dùng con người để đối sánh. Với kích cỡ con người chỉ bé xíu bằng một chú kiến khi đặt trong ma trận nhũ đá cùng vòm hang khổng lồ, chúng ta sẽ thấy khả năng tạo tác thần kì của bà mẹ thiên nhiên quả là không giới hạn!

Sơn Đoòng không chỉ là hang động lớn nhất thế giới, mà còn ẩn chứa rất nhiều điều kì lạ. Muốn đến được Sơn Đoòng phải đi qua Hang Én – "hang động tự nhiên lớn thứ ba thế giới" (chỉ xếp sau Sơn Đoòng và hang Đia (Deer) của Ma-lai-xi-a (Malaysia)). Nguồn gốc của tên Hang Én là vì chim én sống ở đây quanh năm chứ không di cư. Mỗi năm vào khoảng giữa tháng Năm âm lịch, chim én lại ra ràng (2) đồng loạt. Hang dài 1,6 km, trần hang có nơi cao đến 100 m. Hang Én cũng là cái túi nước khổng lồ, nơi thu nước từ nhiều chỗ. Mùa mưa, nước dâng lên trong hang rất nhanh. Trong Hang Én có những khối đá vôi bị hoà tan, rửa lũa (3) tạo thành những hình dạng độc đáo.