通常认为该湖泊形成于大约距今（约21万-35万年前），为一新构造的断陷湖。在更早的2亿年前，这里属于古地中海的一部分，称为特提斯古海。

        青藏高原以及它的周围地区原来是一片浩瀚的古海洋，自第三纪始新世至渐新世未，发生了剧烈的喜玛拉雅造山运动（或称新阿尔卑斯运动），迫使青藏高原隆起，大量的海水逐渐退出，青海湖就是青藏高原隆起后幸存下来的一个巨大湖泊。

       开始，青海湖还是一个外泄湖，湖水经东南倒淌河穿野牛山后与曲乃河相连，泻入黄河，注入大海。大家如去过贵德县都知道通往贵德县城的这条公路上看到丹霞地貌，曾经就是地球地壳运动之一。

       以后，地壳再次变动，雄伟的日月山在海东突额而起，关闭了出口，青海湖才变成了今天这样一个内陆湖。湖底矿物质长期受到侵蚀，不断融入其中，因而使湖水逐渐咸化，成为咸水湖。