Το δεύτερο ασυνήθιστο χαρακτηριστικό αφορά τον προσανατολισμό των εκκλησιδίων. Όπως φαίνεται και στην κάτοψη, αντίθετα με τον κανόνα που θέλει τα χριστιανικά Ιερά να «κοιτούν» προς την Ανατολή, τα συγκεκριμένα παρουσιάζουν σημαντικές αποκλίσεις, με το μεν Ιερό του Αγίου Σπυρίδωνα να βρίσκεται στραμμένο προς τα νοτιοανατολικά, το δε Ιερό του Αγίου Νικολάου προς τα βορειοανατολικά - προς το βάθος της σπηλιάς. Εδώ, πάλι, υπάρχει μια ενδιαφέρουσα «παράπλευρη» παρατήρηση. Ο καθένας μπορεί εύκολα, με μόνο μια πυξίδα στο χέρι, να

ελέγξει τον προσανατολισμό των Ιερών και να διαπιστώσει ότι το Ιερό του Αγίου Σπυρίδωνα «κοιτάζει» 60 περίπου μοίρες νοτιοανατολικά (απόκλιση 30 μοιρών από την Ανατολή), ενώ εκείνο του Αγίου Νικολάου, 75 περίπου μοίρες βορειοανατολικά (απόκλιση 15 μοιρών από την Ανατολή). Είναι, λοιπόν, αρκετά περίεργο το γεγονός ότι άνθρωποι που εξειδικεύονταν στις μελέτες βυζαντινών μνημείων και που αφιέρωσαν πολύ χρόνο στην εξέταση των εκκλησιδίων έκαναν χονδροειδή λάθη σε ό,τι αφορά τον προσανατολισμό τους. Ο βυζαντινολόγος καθηγητής Σωτηρίου, που ήταν και ο πρώτος που ασχολήθηκε συστηματικά με τα εκκλησίδια της σπηλιάς, δεν αντιλήφθηκε καν τη διαφορά προσανατολισμού μεταξύ των δύο Ιερών. Αλλά και ο Γ. Λαδάς, που τόσες λεπτομερείς παρατηρήσεις είχε κάνει σε σχέση με τα εκκλησίδια, αντιλήφθηκε μεν τη διαφορά στον προσανατολισμό, δημοσίευσε όμως μια κάτοψη  που εμφανίζει το Ιερό του Αγίου Νικολάου να «κοιτάζει», όχι βορειοανατολικά, αλλά προς Βορρά - με σφάλμα δηλαδή περίπου 70 μοιρών.

Μάλιστα, τη λεπτομερέστατη και ακριβέστατη κατά τα άλλα αυτή κάτοψη δεν την είχε σχεδιάσει ο ίδιος ο Γ. Λαδάς αλλά ο Κωνσταντίνος Χρ. Μαριανάκης (το όνομα του αναγράφεται σ' αυτή, κάτω αριστερά). Ούτε, λοιπόν, και αυτός ο τελευταίος, που θα πρέπει να είχε περάσει αρκετές ώρες στα εκκλησίδια παρατηρώντας, μετρώντας και σημειώνοντας, αποτύπωσε την πραγματικότητα όσον αφορά τον προσανατολισμό τους, παρά την εκτεταμένη χρήση πυξίδας για τις δεκάδες τοπογραφικές μετρήσεις που θα πρέπει να απαιτήθηκαν κατά το σχεδιασμό της κάτοψης.

Τα παραπάνω αποτελούν μέρος μιας άλλης, μεγάλης συζήτησης, που σχετίζεται με τις πολλαπλές περιπτώσεις κατά τις οποίες διαφορετικοί άνθρωποι -απλοί επισκέπτες άλλα και μελετητές- αποτύπωσαν θεαματικά αποκλίνουσες, έως και διαμετρικά αντίθετες μερικές φορές, εικόνες του χώρου της σπηλιάς. Παρότι οι περισσότερες από τις περιπτώσεις αυτές θα μπορούσαν να αποδοθούν σε απλή παραμνησία ή σε ελλιπή παρατήρηση, υπάρχουν και άλλες -όπως η προηγούμενη, που αφορά τον προσανατολισμό των εκκλησιδίων- όπου οι εκδοχές αυτές κρίνονται αρκετά τραβηγμένες και οι μέσω αυτών εξηγήσεις προβληματικές.