四川盆地的形成是由於地殼運動，由原來的湖盆轉變成了今日的盆地。四川盆地的形成可推至遠古時期，往上推萬萬年前歐亞板塊之衝擊所稱爲巴蜀湖者，則形成最早即今所稱之赤色盆地。當三迭紀時期，四川盆地繼續下沉，海水煙波，一片汪洋。
經早中三迭紀印支早期運動後，到晚三迭紀，四川盆地進入半鹹水至淡水湖盆沉積。川西甘孜、阿壩地區爲濱海環境，氣候溫暖潤溼，植物繁茂。侏羅紀時期，巴蜀湖面大爲縮小，成爲蜀湖，面積約二萬平方公里，巴蜀湖面大約縮小到十分之一。
之後，受白堊紀開始的喜馬拉雅山運動的影響，巴湖、西昌湖、川滇湖相繼消失，蜀湖退縮到以灌縣、新津以南的蒲江、雅安、洪雅一帶爲湖心的位置。至老第三世紀末、新第三世紀初，四川形成了一個地勢起伏和緩、分佈廣袤的平原。
