四川盆地的形成是由于地壳运动，由原来的湖盆转变成了今日的盆地。四川盆地的形成可推至远古时期，往上推万万年前欧亚板块之冲击所称为巴蜀湖者，则形成最早即今所称之赤色盆地。当三迭纪时期，四川盆地继续下沉，海水烟波，一片汪洋。

经早中三迭纪印支早期运动后，到晚三迭纪，四川盆地进入半咸水至淡水湖盆沉积。川西甘孜、阿坝地区为滨海环境，气候温暖润湿，植物繁茂。侏罗纪时期，巴蜀湖面大为缩小，成为蜀湖，面积约二万平方公里，巴蜀湖面大约缩小到十分之一。

之后，受白垩纪开始的喜马拉雅山运动的影响，巴湖、西昌湖、川滇湖相继消失，蜀湖退缩到以灌县、新津以南的蒲江、雅安、洪雅一带为湖心的位置。至老第三世纪末、新第三世纪初，四川形成了一个地势起伏和缓、分布广袤的平原。