前，泰晤士河已经大致沿现有河道路线流动，即途经牛津、伦敦等地而到达伊普斯维奇市流入北海。在冰河时期末端，源头的冰层开始溶解，大量冰水涌入泰晤士河，使河道进一步扩展，而成为今日的形态。大约45万年前更新世盎格鲁阶的冰河时期，冰川最远覆盖到了伦敦东部的霍恩彻奇。 它阻塞了流经相当于现在赫特福德郡的河流，从而形成了一个大湖。后来河水冲破阻拦，改道流经现在的伦敦。上一次冰河时期冰川的最后一次扩张使得其覆盖了现在西北米德尔塞克斯的大部分土地，最终迫使史前泰晤士河几乎完全改至现在的河道。大约2万年前的末次冰期时