חמישה כבישי אספלט עוברים בפארק ביג בנד. הכביש בין מעבר ההרים "פרסימון גאפ" (Persimmon Gap – "פער האפרסמון") לצומת פנתר (Panther Junction) הוא בן 45 קילומטרים, ומקשר בין הכניסה הצפונית לפארק למטה הפארק ומרכז המבקרים שבצומת פנתר. בין צומת פנתר לכפר ריו גראנדה מוביל כביש באורך 34 קילומטרים היורד כ-600 מטרים ממטה הפארק בצומת פנתר לריו גראנדה. בין תחנת הכניסה מאווריק (Maverick Entrance Station), הכניסה המערבית לפארק, למטה הפארק בצומת פנתר מוביל כביש באורך 37 קילומטרים. כביש אגן צ'יסוס הוא כביש באורך 10 קילומטרים המטפס לגובה של 1,731 מטרים מעל פני הים במעבר פנתר (Panther Pass), ואז יורד לתוך אגן צ'יסוס. הכביש הנופי על שם רוס מקסוול (Ross Maxwell Scenic Drive), באורך 48 קילומטרים, מוביל מצומת פנתר למחוז ההיסטורי קסטולון (Castolon Historic District) ולקניון סנטה אלנה.
דרומית לגבול שוכנות מדינות מקסיקו צ'יוואווה וקואווילה ושמורות הטבע החדשות הקרויות "מדרס דל כרמן" (Maderas del Carmen) וקניון דה סנטה אלנה (Cañón de Santa Elena).
גאולוגיה.
הפעילות הטקטונית הקדומה ביותר שזוהתה בפארק מיוחסת לאורוגנזה של התרוממות מרתון (Marathon Uplift) מהפלאוזואיקון, אם כי קרוב לוודאי שגם לפעילות טקטונית מהפרוטרוזואיקון (מעל ל-500 למ"ש) הייתה השפעה. האורוגנזה המרתונית (חלק מהחגורה האורוגנית וושיטה-מרתון-סונורה - Ouachita-Marathon-Sonora orogenic belt) היא חלק מהעתקי דחיקה של סלעים מהלוח הדרום-אמריקאי מעל הלוח הצפון-אמריקאי. ניתן לראות זאת בצורה מיטבית באזור מעבר ההרים פרסימון גאפ (Persimmon Gap – "פער האפרסמון") שבפארק. הסחיפה שהתרחשה ברמות שנוצרו באירוע בונה הרים זה, מסבירה את היעדרם של סלעים מתורי הטריאס והיורה בפארק. לכן קיימת אי התאמה גאולוגית בין שכבת הסלע של תצורת אבן הגיר גלן רוז (Glen Rose Limestone) מהקרטיקון התחתון לבין הסלעים מתצורת טסנוס (Tesnus Formation) מקרבון פנסילבני-קרבון מיסיסיפי שמתחתיה.
בין טריאס עליון ועד קרטיקון עליון (בין 200 למ"ש ל-85 למ"ש) הושפע אזור הפארק בצורה קלה מהבקע בין אמריקה הצפונית לדרומית והתפשטות קרקעית הים עקב כך, תהליך שגרם להיווצרות מפרץ מקסיקו. בתקופה זו היה הפארק מתחת לים רדוד והושקעו בו בתקופות הקרטיקון העליון והתחתון יחידות סלעים של אבן גיר ופצלים שכללו את התצורות (מלמטה כלפי מעלה) אבן גיר גלן רוז (Glen Rose Limestone), אבן גיר דל כרמן (Del Carmen Limestone), סו פיקס (Sue Peaks Formation), אבן גיר סנטה אלנה (Santa Elena Limestone), חרסית דל ריו (Del Rio Clay), אבן גיר בודה (Buda Limestone), ובוקייאס (Boquillas Formation). שכבות אלו נשמרו בכמה אזורים בפארק דוגמת הרי סיירה דל כרמן-סנטיאגו (Sierra del Carmen–Santiago Mountains) והר מריסקל (Mariscal Mountain). דרומית לשטח הפארק התפתח שקע אוקייני הקרוי "שקע צ'יוואווה" (Chihuahua trough) שהתמלא בשכבת משקעים עבה. מתקופה זו התגלו בפארק מאובנים של דינוזאורים (דוגמת מין של אלמוזאורוס), של התנינאי הענק דיינוסוכוס, ושל יערות, וכן מאובנים אחרים.
עם סיום תהליכי הביקוע בשלהי הקרטיקון ובתחילת השלישון, היה אזור הביג בנד תחת השפעה של האורוגנזה הלרמידית. תקופה זו של דחיסה (שכיוונה כיום מזרח מערב) יצרה את הרמה שכיוונה צפון מזרח של מסה דה אנגילה (Mesa de Anguila), מונוקלינה מורמת בשוליים הדרום-מערביים של הפארק, ואת הרי סיירה דל כרמן-סנטיאגו (Sierra del Carmen–Santiago Mountains), מונוקלינה מורמת שעברה העתק דחיקה, המהווה את הגבול המזרחי של הפארק, ואת אגן טורנייו (Tornillo Basin). במהלך טריאס תיכון נוצרו מרבית הסלעים הגעשיים בפארק, כולל חבורת צ'יסוס (Chisos group), המתחם הגעשי קלדרת קניון פיין (Pine Canyon caldera complex), ותצורת בורו מסה (Burro Mesa Formation).
הפעילות הטקטונית האחרונה שהתרחשה בשטח הפארק הייתה של העתקים מסוג "אגן ורכס" (Basin and Range) משלהי השלישון עד הרביעון. תקופה זו של התמתחות מזרח-מערב יצרה את העמקים המדבריים (bolson – מונח באנגלית אמריקנית, במקור מספרדית) של אסטופה (Estufa) ודאהלו (Dehalo) בהרי צ'יסוס, ואת ההעתקים של טרלינגואה (Terlingua), סיירה דל כרמן, צ'וק דראו (Chalk Draw) ובורו מסה. הריו גראנדה החל לזרום באזור ביג בנד לפני בערך 2 למ"ש, ומאז עיצבו את הנוף תהליכי סחיפה והתחתרות לעומק.
שרידים ארכאולוגיים.
בפארק יש שרידים ארכאולוגיים החל מתקופת האינדיאנים הקדומים, המכונים פלאו-אינדיאנים, מלפני 10,500 שנים, דרך שרידים מתרבויות של עמי האינדיאנים כדוגמת הצ'יסוס, הקומאנצ'י והמסקלרו, וכלה בשרידים של מבנים של מתיישבים ספרדים, מקסיקנים, אנגלים ואירים שעסקו בחקלאות, בגידול בקר ובכריית מחצבים באזור.
בכל התקופה הפרהיסטורית מצאו בני אדם מחסות או התגוררו במקומות פתוחים ברחבי השטח שכיום שוכן בו הפארק. העדויות הארכאולוגיות חשפו תרבות מדברית מהתקופה הארכאית באמריקה הצפונית, שתושביה פיתחו אורח חיים נוודי של ציידים-לקטים שכמעט שלא השתנה במשך כמה אלפי שנים.
השרידים ההיסטוריים בשטח הפארק מרוכזים באתרים שונים שבהם ניסו מתיישבים לחיות מחקלאות או מכריית מחצבים. חקלאות שהתבססה על השקיה התרכזה באזורים שלגדות הנהר ויובליו. רשתות דרכים, מתקני השקיה, מבני מגורים ומבני עזר פשוטים ושטחי חקלאות, חלקם על טרסות, המצויים לאורך גדות הנהר, מאפיינים שרידים אלו.
היסטוריה אנושית.
בתקופה שלפני הגעת האדם הלבן (לפני שנת 1535) שכנו כמה קבוצות של שבטים אינדיאנים באזור הביג בנד. בני הצ'יסוס היו קבוצה בעלת ארגון רופף של ציידים-לקטים נוודים שככל הנראה עסקו חלקית בחקלאות על בסיס עונתי. מקורם של האינדיאנים בני הצ'יסוס אינו ידוע. על פי שפתם הם קרובים לאינדיאנים בני הקונצ'וס מצפון צ'יוואווה ומצפון מערב קואווילה. הם דיברו בשפה השייכת למשפחת השפות יוטו-אצטקיות, משפחה של שפות שהדוברים אותן שכנו ממרכז מקסיקו ועד האגן הגדול בארצות הברית.
בני החומאנו (ספרדית: Jumanos) היו שבט של נוודים שנדדו וסחרו בכל רחבי טקסס ודרום מזרח ניו מקסיקו. על פי עדויות היסטוריות הם היו אויביהם של הצ'יסוס. בערך בתחילת המאה ה-18 פלשו המסקלרו, שבט של בני האפאצ'י, לאזור הביג בנד ודחקו משם את הצ'יסוס. קבוצה נוספת של אינדיאנים שפעלה באזור הביג בנד היו הקומאנצ'י שעברו דרך אזור הפארק לאורך נתיב הקומאנצ'י הגדול (Great Comanche Trail) בדרכם לפשיטות התקופתיות לתוך מקסיקו ובחזרה מהן. פשיטות אלו נמשכו עד אמצע המאה ה-19. האחרון מבין המצביאים הגדולים של האינדיאנים שפעלו באזור היה אפאצ'י ממוצא ספרדי המכונה אלסטה (Alzate), שהיה פעיל עד סוף שנות ה-60 של המאה ה-19.
הנוכחות האירופאית באזור החלה סביב שנת 1535, עם הגעת משלחות המחקר הספרדיות הראשונות לאזור זה של אמריקה הצפונית. המשלחת של קבסה דה ואקה (Álvar Núñez Cabeza de Vaca; 1558-1490) עברה בסמוך לביג בנד, ואחריה הגיעו משלחות נוספות. חלק ממשלחות אלו חיפשו זהב וכסף, או אדמות לחקלאות או למרעה. אחרות, כמו אלו שבראשן עמדו מיסיונרים פרנציסקנים נועדו לייסד מרכזים שמהם אפשר יהיה לנצר את הילידים. בניסיון להגן על הגבול הצפוני של מלכות המשנה של ספרד החדשה, שהפכה ברבות השנים למקסיקו, הוקמו שורה של מבצרים, בספרדית פרסידיוס ("presidios"), לאורך הריו גראנדה בשלהי המאה ה-18. פרסידיו דה סן ויסנטה (Presidio de San Vicente) הוקם בסמוך לעיירה סן ויסנטה בקואווילה של ימינו, פרסידיו דה סן קרלוס (Presidio de San Carlos) נבנה בסמוך לעיירה מנואל בנווידס (Manuel Benavides) בצ'יוואווה של ימינו. חלק מהפרסידיוס ננטשו סמוך להקמתם, בשלל קשיים כספיים ומשום שלא הצליחו לעצור בצורה אפקטיבית את הפשיטות של האינדיאנים לתוך מקסיקו. החיילים והמתיישבים של פרסידיוס אלו עברו לפרסידיוס חדשים שמהם היה קל יותר להגן על האינטרסים של האימפריה הספרדית, לדוגמה סנטה מריה דל סקרמנטו (Santa Rosa Maria del Sacramento), כיום מוסקיז (Muzquiz) בקואווילה.
כמעט שלא נעשו מחקרים על השלטון הספרדי באזור הביג בנד לאחר נטישת הפרסידיוס. ב-1805 היה קיים יישוב בשם אלטרס (Altares), כ-50 קילומטרים דרומית לריו גראנדה. האזור הפך חלק ממקסיקו כאשר זו קיבלה עצמאות מספרד ב-1821. משפחות של מקסיקנים התגוררו באזור כאשר מתיישבים דוברי אנגלית החלו להגיע לאחר פרישת טקסס ממקסיקו ב-1836.
עם סיום מלחמת ארצות הברית–מקסיקו ב-1848 שלח צבא ארצות הברית סוקרים שמיפו את האזור הלא ממופה של הביג בנד. מבצרים ומוצבים הוקמו לרוחב השטח ממערב לנהר פקוס (הכולל את הביג בנד) על מנת להגן על מתיישבים חדשים מהתקפות האינדיאנים. חלק משמעותי מכוחות הצבא בשלהי המאה ה-19 היו חיילים אפרו-אמריקאים שכונו לוחמי הבופאלו ("buffalo soldiers"), כינוי שככל הנראה ניתן להם על ידי האינדיאנים. סגן הנרי אוסיאן פיפר (Henry Ossian Flipper), האמריקני הראשון ממוצא אפריקאי שסיים לימודים באקדמיה הצבאית הלאומית של ארצות הברית בווסט פוינט שירת בשפטר (Shafter), טקסס בסמוך לסוף המאה ה-19 (שפטר שוכנת מערבית לביג בנד לאורך הכביש המוביל מהעיירה פרסידיו (Presidio) לעיירה מרפה (Marfa)). מגדלי צאן החלו להתיישב בביג בנד סביב 1880, ובתחילת המאה ה-20 היה שייך מרבית השטח לחוות שגידלו כבשים, עזים ובקר. ההשפעה על הסביבה המדברית הרגישה הייתה חמורה והאזור סבל מרעיית יתר.