В истории развития Байкальской рифтовой зоны и Байкальской впадины в частности выделяются два этапа, существенно различающиеся по режиму тектонических движений и характеру природных установок. Раннеорогенная стадия развития Байкальской впадины охватила значительный промежуток времени, около 35 млн. лет, с середины палеогена по ранний плиоцен. Она характеризовалась малой тектонической активностью, сглаженным рельефом, мягким климатом и интенсивным выветриванием. К концу этого этапа произошло слабое расчленение рельефа с образованием невысоких возвышенностей и плоских прогибов с мелководными озерами в них, с речной сетью, болотами с обильной растительностью на месте будущего Байкала.

Широкое распространение мелководных плотных глин с песками и местами с углистыми сланцами на значительных площадях свидетельствует о том, что большого и глубокого Байкала в нижнем плиоцене еще не существовало. Переломным моментом в Прибайкалье стал средний плиоцен. Оживление тектонического режима и усиление морфологических контрастов в рельефе около 5-6 млн. лет назад означали наступление нового, позднеорогенного этапа, или собственно рифтовой стадии, в развитии Прибайкалья и впадины будущего Байкала.

Углубление котловины Байкала, тогда еще плоской, началось в верхнем плиоцене на участке Академического хребта широкой, в 20 км, полосой протяженностью от Северных ворот пролива Малое море по направлению на мыс Валукан. Глубины озера достигали в этот период многих десятков метров.

До нижнего плейстоцена всюду в котловине Байкала, кроме Академического хребта, условия оставались мелководными или переменными вплоть до субаэральных. Начавшаяся в среднем-верхнем плиоцене активизация тектонического режима еще более усилилась в нижнем плейстоцене. Нарастание тектонической активности выразилось в оживлении существующих и формировании новых разломов в пределах впадины. По всей протяженности северо-западного борта впадины началось углубление (Обручевский сброс), т.е. вслед за участком Академического хребта углубляется северо-западная часть впадины. Данная активность сохранялась в течение всего плейстоцена. По-видимому, именно Обручевский сброс является основной разрывной структурой, обеспечившей общее и скоротечное прогибание котловины на всем протяжении плейстоцена Наиболее интенсивно прогибание протекало в южной и средней котловинах, что и обусловило там наибольшие глубины, в северной же котловине процесс шел замедленно. Интенсивное прогибание в северной котловине началось с конца нижнего и длилось в течение всего среднего плейстоцена. Прогибание было настолько быстротечным, что его следует отнести к категории катастрофических. В среднем плейстоцене углубление котловины протекало повсеместно во всем водоеме. В это же время возникает ее горное обрамление, близкое к современному.

Наступившее общее похолодание климата в отдельные эпохи плейстоцена приводило к оледенению горных хребтов Прибайкалья. В период максимального развития ледники достигали озера. Мощные процессы ледниковой эрозии и колебания уровня воды Байкала изменяли существовавшие берега и создавали новые формы.

В результате изучения осадочной толщи Байкальской котловины, ее неотектоники, можно сделать вывод о том, что глубоководным Байкал стал лишь в верхнем плейстоцене, т. е. около 1 млн. лет назад.