肇庆地区的地质发展历史，是与广东省的地质史无法分割的。按照广东省地质史看，肇庆地区在地质历史发展进程中，经历了早古生代地槽、晚古生代地台和中新生代地洼的大地构造发展阶段, 形成褶皱基底、沉积盖层和上迭盆地三个基本构造层。[10]本区地质史上发生的主要运动有郁南运动、加里东运动、东吴运动、印支运动以及燕山运动。
1、震旦纪—晚志留世，早古生代地槽发展阶段(pz1)
震旦纪及早古生代(pz1)，广东地域为一个地向斜，属于华夏古陆华南地台(加里东地槽)一部分，早古生代之前为海水所淹。晚震旦世晚期全省发生明显的海退，出现含炭质沉积层。寒武纪(∈)是一个由海进到海退的过程,但仅表现在海盆中海水深浅变化而已。肇庆地区的海槽沉积物来自华南的华夏古陆(即今潮洲一带)。 寒武纪末(∈)、奥陶纪的早奥陶世初(o1)在广东省范围内发生了郁南运动，造成粤西、桂东之间的云开大山一带的升起。志留纪(s)开始，地壳明显上升，肇庆地区奥陶系地层不整合于寒武系地层上;海相同时发生了变化：海水由深变浅。 志留纪末，席卷华南的加里东运动发生，肇庆地区抬升为陆地，形成了如今的基本形态——复式背斜带，而高要、德庆、罗定等地还残余狭长的海湾。 2、泥盆纪—中三叠世，晚古生代准地台发展阶段(pz2)
从泥盆纪(d)开始进入相对稳定的准地台发展时期。七星岩地区就是在这一时期形成的。
早泥盆世(d1)为陆地相，肇庆地区已形成山地丘陵，没有沉积。中泥盘世(d2)有桂头群石英岩和粉砂岩(d1-2gt)，海陆相交互，有浅海相沉积。海水从广西方向涌来，发生海侵现象，肇庆地区由陆地向海洋转移，沉积物自西向东由粗变细，沉积物厚度由厚变薄，形成了老虎坳和桂头群的不整合地层。
到了距今3.4—2.8亿年的石炭纪时期(c)，整个肇庆地区继续沉积成浅海环境。初期气候温暖，贝壳类生物繁殖很快，由于海水碳酸钙浓度高，含量大，形成沉淀，石磴子灰岩(c1ds)由此形成。后来又发生海退，许多地区都形成了滨海环境，出现滨海和沼泽，形成含煤碎屑岩-测水灰岩(c1dc)，存在煤系。到了中石炭世时期，气候炎热，海水运动不强烈，流动性差，开阔的浅海台地生物不发育，在化学作用下，生物化学风化、海水蒸发浓缩形成层理不发育的白云石灰岩，即
壶天组灰岩(c2+3ht)。
早二叠世(p1)晚期(茅口期) 是东吴运动的前奏，地壳普遍上升，陆地范围扩大，海盆范围缩小，形成早二叠世煤层。早二叠世末，东吴运动发生，表现为大范围、大幅度的地壳上升，而在晚二叠世(p2)的早期，东吴运动以后，地壳又轻微下沉，此时呈海陆交互相，肇庆地区成为滨海沼泽。
三叠纪(t)是印支运动的前奏，整个广东地域以大面积大幅度上升为标志，海水急剧向北和东北撤出。
3、晚三叠世—近代，大陆边缘活动带阶段
三叠纪末，印支运动发生，结束了广东大规模海浸的历史，肇庆地区也从此脱离了海洋环境，并由相对稳定的准地台阶段转入强烈活动的大陆边缘发展阶段。 早侏罗世(j1)末期，由于库拉—太平洋板块向欧亚板块俯冲加剧，导致燕山运动首幕的发生，表现为大范围陆升和断裂，岩浆活动也相当活跃。侏罗纪末，燕山运动第二幕发生，使中侏罗世连同以前的地层发生褶皱和断裂。晚侏罗世的地层以角度不整合覆于其上。
晚侏罗世，太平洋板块向欧亚板块俯冲进一步加剧，强烈的断裂活动和岩浆活动席卷广东大陆，这是燕山运动的第三幕，也是燕山运动的主幕，距今1.55—1.35亿年。这一时期黑云母花岗岩体入侵，熔岩侵入，后来钙质被剥蚀使花岗岩出露地表，形成现在西江南岸的花岗岩群。
晚侏罗世末到早白垩世(k1)这段时间，板块俯冲速度减慢，故使早白垩世成为燕山期内的相对稳定时期。至此，肇庆地区的地质发展也趋于稳定。 (二)地貌发展史
第四纪中更新世以前，即距今1.5亿至70万年之间，由于燕山运动与喜山运动的构造作用以及以后的的侵蚀，溶蚀，使中更新世以前形成了肇庆地区的基本轮廓：北面侵蚀低山，南面丘陵，中间东西向的西江以及宽阔的西江低地、旱峡、羚羊峡等。在早更新世末期某一阶段的地壳相对稳定时期，形成了北岭南坡的洪积扇，西江两岸则形成河漫滩，在七星岩的水平流动带形成地下河。
早更新世末期与中更新世初期之间，七星岩地区快速地抬升了20多米。北岭南坡形成洪积扇，而后抬升为洪冲积阶地;此时基面下降，地壳的快速抬升造成了
水流下蚀，喀斯特水向下溶蚀加强，使七星岩地区原先的地下溶洞抬升为高位干溶洞;西江河漫滩上升形成河流阶地，原河床上升为河漫滩。当地壳处于稳定阶段后，七星岩形成新的地下河，北岭山上河流带来砾石在地下沉积，西江河谷形成新的河漫滩，北岭山前形成新的洪积扇。在中更新世的第二阶段，地壳开始快速抬升了20米。因此形成了干溶洞，石灰华，钙华地貌，原先的河漫滩又抬升为河流阶地，北岭山前形成新的冲洪积阶地。
在晚更新世时期，构造上升，西江水流下切，形成西江河床的基岩面，第二级河流阶地也形成，七星岩的地下河在此后继续抬升形成干的水平溶洞。晚更新世抬升后，地壳以间歇性缓慢下降为主要运动方向，出现了埋藏阶地。 晚更新世末到全新世，海平面下降对河流阶地产生了两个效果：一是基面下降，河流下蚀;二是海平面下降，海洋水容积减少，荷载减轻，牵引大陆构造抬升，冰期过后，大陆构造下降，第一级河流阶地在洪水期被洪水淹没，形成一级半埋藏阶地。