古瀬戸内海
東海堆積盆および古琵琶湖堆積盆は約300万年前から北上し、その後は大阪盆地・奈良盆地・京都盆地・播磨盆地と淡路島を含むような広範囲で大阪堆積盆が形成された。東海堆積盆・古琵琶湖堆積盆・大阪堆積盆の3盆地は河川で接続され、広大な淡水域が形成されていた。大阪盆地の沈降は続き、さらに当時の地球が間氷期に突入して海水面の上昇が起きたことで、約150万年前には紀伊水道を介して太平洋の海水が盆地に流れ込むことになった。地球が氷期を迎えると海水面は低下し、砂や礫が河川に堆積して平野や湖沼を形成した。約130万年前には再び海進が起き、大阪平野と京都・奈良盆地を完全に水没させるほどの範囲まで湾が拡大し、第二瀬戸内海が形成された。ただしその規模はかつての第一瀬戸内海に比べると遥かに限られたものであった。第二瀬戸内海は約30万年前に至るまで計10回発生していた海進・海退のサイクルに伴って姿を何度も変えていた。
氷期・間氷期サイクルに伴う海水準変動に際して、海面下で侵食されていた地形が離水して海岸段丘が形成されたのも氷河期の頃である。ウルム氷期とも呼ばれる最終氷期では、莫大な量の水分が氷河・氷床として固定されたため海水面が130 - 140メートル低下し、第二瀬戸内海も陸地へ変化した。ウルム氷期終了後、縄文海進により海水準は回復し、現在の瀬戸内海が形成されることになる。