日本列島の土台が形成される歴史は、今から数億年前の古生代にまで遡ります。当時、日本列島となる岩盤は独立した陸地ではなく、巨大なユーラシア大陸の東側の海岸線に位置していました。海洋プレートが大陸プレートの下へと沈み込む際、削り取られた海底の堆積物や火山島が大陸の縁に押し付けられて貼り付く現象を「付加体（ふかたい）」と呼びます。現在の日本列島の骨格の多くは、この何億年にもわたる付加体の積み重なりによって造られました。
転機が訪れたのは、新生代新第三紀にあたる約2500万年前〜1500万年前のことです。沈み込む海洋プレートの影響でマントルの対流が発生し、大陸の地下深くから高温のマントル物質が湧き上がる「バックアーク・リフティング（背弧海盆の拡大）」が始まりました。大陸の縁に強烈な引っ張り応力がかかった結果、大地が無数の割れ目を生みながら裂け始め、その窪地に海水が流れ込んだのが日本海の始まりです。
この分離プロセスにおいて極めて特徴的なのが、東京大学名誉教授の山野井徹氏らの古地磁気研究などでも実証された「観音開き（バタフライ）モデル」です。引き裂かれた日本列島は、一枚の板のまま平行移動したわけではありません。西南日本は時計回りに約45度回転し、東北日本は反時計回りに約40度回転しながら、左右に大きく開くように大陸から切り離されました。わずか数百万年という地球史において一瞬の間に、現在の日本列島の原型が海の上に押し出されたのです。
