白洋淀形成于第三纪晚期，成于第四纪，是河北平原北部古盆地的一部分，古雍奴薮的遗迹。白洋淀在地质构造上是属渤海凹陷（新华夏沉陷带）的一部分。早在海西运动时期曾两度下降，最后在第三纪末才沉没于海水之中，形成当时的北京湾。 由于黄河和海河水系冲积扇和三角洲的成长发育，河北平原逐渐出露水面，冲积扇和三角洲上的坡流与分流，彼此汇合于冲积扇或三角洲的边缘地带，使洪水漫衍的低洼处储水成为湖洼。

这些洼地和湖泊成不连续的带状分布，如东淀、白洋淀、文安洼、大浪淀、千顷洼以及沿海的一些其他洼地等。