四川盆地的形成是一個複雜的地質過程，涉及到板塊運動、地殼運動和海陸變遷。以下是四川盆地形成的幾個關鍵階段：
古時代形成：四川盆地位於揚子陸台的一部分，稱為四川陸台。在古時代，四川盆地經歷了兩次大規模的海浸。第一次海浸發生在約5億多年前的寒武紀至3.7億多年的志留紀，期間盆地不斷下陷成為海洋盆地。志留紀時發生了加里東運動，除了西部的龍門山地槽繼續下陷外，其餘地區上升為陸地。
石炭紀末的第二次海浸：約2.7億年前的石炭紀末，發生了第二次範圍更大的海浸，盆地再次被海洋占據。二疊紀時海陸交替，形成了如重慶附近的南酮、松藻、天府等煤礦。二疊紀末，盆地西部發生了岩漿噴出，峨眉小金頂及清音閣一帶的玄武岩就是在此時生成的。
印支運動和喜馬拉雅運動：在古生代時，四川盆地相對隆起，缺乏泥盆系和石炭系。印支運動後轉換為大型拗陷，晚燕山運動尤其是喜馬拉雅運動後發生了褶皺隆起。盆地的格局主要受北東—南西向及北西向兩條構造線控制，構成了典型的菱形盆地。
內陸湖盆階段：四川盆地在距今約1.4億年以前還是內陸湖盆。至距今6.6千萬年時，盆地邊緣山地迅速隆升，長江中上游水系開始溝通。
綜上所述，四川盆地的形成是一個長期的地質過程，涉及多次的海浸和地殼運動，最終形成了現在的地貌特徵。