现时认为其北起山东郯城，南至安徽庐江而得名。实际上，郯庐断层带北段一直沿北北东方向经渤海、中国东北延伸至鄂霍次克海，在中国境内的长度达2400多千米。在地史上，其南段也一度伸达今庐山。
形成时期.郯庐断层带的南段（郯城以南）在三叠纪末期形成，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