環境によっては ~/.pip/cache とか %USERPROFILE%\AppData\Local\pip\cache の場合もあるらしいけど、
2016-12-31 現在の Cygwin の場合 ~/.cache/pip にあった。
ただし、URL を hash 化してファイル名にしてるみたいなので何が cache されているのかは不明。

参考:

• StackOverflow / 2012-03-01: Removing pip's cache?