赤水丹霞地貌的形成的发展大致可分为四个阶段，即古湖沉积期、抬升剥蚀期、幼年丹霞期以及青年丹霞期。

       三叠纪中晚期的印支运动，使得四川中台坳发生断陷下沉形成巴蜀古湖，在三叠纪晚期至白垩纪期间一直处于的内陆湖盆环境，并沉积了厚达上千米的红层和含煤组合，为后期赤水丹霞地貌的发育准备了良好的物质基础。

       白垩纪末期的燕山运动使得四川中台坳脱离内陆湖盆环境，原来在巴蜀古湖中沉积的巨厚红层暴露地表，并在第三纪期间连同其南侧的黔北台隆经历了较长时间的间歇性剥蚀夷平过程，形成了多级地形起伏较和缓的夷平面。地形上整体表现为东南高、西北低。

       进入第四纪后，受新构造运动的影响，贵州高原掀斜式抬升，导致赤水丹霞的地貌向回春方向发育。四川盆地受到强烈挤压，其边缘地区挤压尤为强烈。由于四川盆地刚性较强，褶皱发育较差，上升幅度不大，大多数地区地层倾角较为和缓，但陡顷的X节理极为发育。赤水丹霞所在的四川盆地南缘地区的侏罗系、白垩系红层受贵州高原的迅速抬升影响，发生显著上升。贵州高原和四川盆地在地势上的高差进一步拉大。赤水河及其支流受此影响强烈下切，产生继承性发育，并沿大型节理塑造出较深的峡谷，第三纪形成的古夷平面开始解体。但因下切侵蚀的时间不长，沟谷不深，许多地区还保留了大面积连片的高原面，台地的四周因重力崩塌的影响，开始发育出一些赤壁丹崖，但高度均不大。

       随着赤水河及其支流的不断下切，丹霞地貌向深性发育。东部核心区山顶高度基本一致（1400～1500米），古夷平面依稀可见，山原峡谷型丹霞景观十分典型。“V”形丹霞深谷的数量大大增加，深度也较前一阶段大很多，沟底至山顶的相对高差一般可达数百米。作为赤水丹霞代表性景观的丹霞崖壁不论是数量和还是高度方面，均较前一阶段有很大的发展，高达数百米的丹崖随处可见。西区处于回春发育的青年早期阶段，分水岭地区保留了较大面积的高原面，但周边地区已开始遭受较为强烈的切割而趋于破碎，但峡谷的深度和空间分布密度远不及东部核心区，形态上属于典型的高原峡谷型丹霞地貌，和东部核心区形成了较为明显的空间反差。