远在元古代末期（距今6—8亿年），东至县除西南隅为江南古岛外，其余地区均属下扬子海。往昔古海汪洋，只有低等藻类生物，在古海边缘地区沉积了泥砂，后来固结为砂岩。
进入古生代寒武纪、奥陶纪（距今5.7—4.4亿年）时，下扬子海时进时退，县内江南古陆部分一度扩大，海水中沉积了碳酸盐岩石，遗留下三叶虫、腕足类、头足类化石。志留纪、泥盆纪（距今4.4—3.5亿年）期间，发生了加里东期地壳运动，海水以退缩为主，东至至石台一线隆起为古陆，后期全部上升为陆地，地面发生断裂，开始出现河流，沉积了砂岩，植物出现，并有腹足类、鱼类出现。古生代晚期（石炭纪、二叠纪——距今3.5—2.3亿年），华力西期地壳运动使海水大规模入侵，海陆分布又恢复到古生代早期状态。
历经数亿年沧桑巨变，直至中生代三叠纪末期（距今1.8亿年左右），印支期地壳运动使安徽全境上升为陆地，东至县境才全部永离古海，前期历代沉积的岩层受挤压褶皱成山，并产生断裂。燕山运动期，地下岩浆活动在东至县内活动不强烈，仅侵入地壳浅部凝固成几个小的花岗岩类岩体，此时地表以剥蚀为主，个别地区有小型湖泊。至新生代第四纪（距今300万年），经喜马拉雅运动后，长江沿岸以上升为主，山峦起伏，河流发育，水系汇入古长江，并在江岸湖边冲积堆积了泥砂、砾石，高等脊推动物成群出现，最后出现了人类。