当时是扬子板块与中朝板块之间的秦岭-大别碰撞带以东的一条走滑断层。在中生代燕山期，因太平洋板块向西俯冲到欧亚板块（广义）之下，而使郯庐断层带向北大幅度延伸，并转化为逆冲断层。以后，郯庐断层带虽然一度恢复为走滑断层，但在多数时间内仍以逆冲运动为主。在新构造期，郯庐断层带为左行走滑-逆冲断层。历史上沿这一断层带发生了许多大地震，如1668年郯城大地震、1975年海城地震等。