Pyreneene er eldre enn Alpene, og sedimentene ble først avleiret i kystbasseng i periodene paleozoikum og mesozoikum. For mellom 100 og 150 millioner år siden, i den tidlige krittiden, spredte havbunnen i Biscayabukta seg utover, og presset det som i dag er Spania mot Frankrike. Det intense trykket og løftingen av jordskorpa påvirket først de østlige delene og strakte seg så gjennom hele kjeden, og nådde toppen i eocen-perioden.