La submersion de Pavlopetri est liée à la subsidence du substrat en plusieurs mouvements tectoniques identifiés par les traces de trois anciennes positions de la ligne de côte (grès de plage fossile). On pense ces mouvements se sont manifestés par des séismes, fréquents dans la région. Le premier d'entre eux étant intervenu avant notre ère, il est permis, à propos de cette cité engloutie, d'évoquer le mythe de l'Atlantide que l'on pense également lié au déclin de la civilisation minoenne, lui-même lié à l'activité du volcan de Théra. En raison de l'avancée de la mer consécutive à la subsidence, le site fut abandonné vers le .