长江三角洲平原，北起江都—泰州—海安一线，南至天目山北麓，西到宁镇山脉、茅山东麓，为广大的平原区。从基底构造来看，长江三角洲平原，北起东台坳陷内的泰州隆起，南至浙闽隆起，可分为两部分:北部基底构造属泰州隆起以南的海安凹陷，位于苏北坳陷的东南隅，以通扬隆起北缘为界;南部为通扬隆起和古太湖凹陷。
晚白垩世，苏北盆地范围曾达到江南一带，盆地内广泛沉积了白垩系红色泥岩和泥质砂岩，在宁镇、宜溧低山丘陵区均揭露到白垩系。
古近纪，通扬隆起抬升，将苏北盆地南部分隔出来，形成古太湖盆地，沉积范围明显缩小。
新近纪，在区域构造应力拉张作用下，我国东部地区整体沉降，苏北裂谷盆地进入坳陷期，盆地范围扩大至整个江南地区，沉积了以河流相沉积为主的盐城组，构成广泛分布的深层承压含水系统。
早更新世，承接新近纪区域性沉降，区内广泛沉积了河湖相砂层和黏性土层，构成承压含水系统。在太湖周边地区，主要由古长江弱径流区沉积砂层组成，主要分布在常州、苏州及沿江地区，而在无锡中部地区则基本缺失，构成承压含水系统。
中更新世，区内继续河湖相沉积，岩性由粉细砂、中细砂、含砾中粗砂组成，由西向东埋深增大。这一时期，长江已完成了全河连接，汇入古太湖。在无锡西部，长江古河道分为两支，一支流向无锡、苏州方向，另一支经江阴南部流向常熟。古河道由中粗砂和含砾粗砂组成。
晚更新世，由于长江带来的泥沙沉积，沿通扬隆起南缘形成一条沙堤，大致从江阴附近向东南延伸，直到上海东南的金山区，与杭州湾北岸的一道沙堤相连接，将古三角形港湾围成潟湖，形成古太湖。潟湖中心(太湖周围广大平原地区)，以湖相黏性土沉积为主，砂层分布极不稳定，多呈薄透镜状。由于长江带来的泥沙不断淤积，陆地不断扩大，古太湖面积日益缩小，分解成淀山湖、阳澄湖等许多小湖。晚更新世末，长江则转向古扬州湾出海，在海安凹陷内继续三角洲相沉积，于泰州隆起(扬州、泰安、海安一线)以南形成新的三角洲。