Posta sopra un sistema di faglie (Campotosto-Barete e Roio-Onna), la valle è stata spesso scossa da gravi terremoti, come il terremoto dell'Aquila del 1461 (verificatosi tra Roio e Paganica), quello gravissimo del 1703 (verificatosi tra Barete e Campotosto) e gli ultimi del 2009 (sempre con epicentro tra Onna, Roio e Paganica) e del 2016 (che si è verificato ad Amatrice, interessando però i luoghi già colpiti di Montereale, Campotosto, soprattutto quando queste scosse hanno riattivato la storica faglia di Campotosto nel gennaio 2017).