Cùng ngồi vào cỗ máy thời gian và du hành ngược trở lại khoảng 500 triệu năm trước nào. Đông Bắc Việt Nam, khi đó biển cả còn ngự trị, là nơi cư trú của các sinh vật cổ xưa như Bọ ba thùy, Bút đá... Biển, một thực thể sống, đôi lúc rút đi hoàn toàn, chỉ để rồi lại quay trở lại, tạo thành một cảnh quan biển phong phú với các loài cổ sinh vật đa dạng như Tay cuộn, Hai mảnh vỏ, Trùng thoi, San hô... Môi trường biển cả luôn đổi thay này cũng hình thành nên nhiều loại đất đá đa dạng trong vùng Công viên địa chất, như sét kết, bột kết, cát kết, cuội kết và đá vôi.

Khoảng 260 triệu năm trước, biển rút hoàn toàn, biến vùng Đông Bắc Việt Nam thành lục địa. Khối đá vôi Bắc Sơn là minh chứng cho sự biến đổi này. Tuy nhiên, các mảng kiến tạo va chạm với nhau đã hình thành nên các đứt gãy lớn và biển đã quay trở lại, lần này trở nên sôi động hơn bao giờ hết. Các vụ phun trào núi lửa rầm rộ ở dưới nước để lại những lớp bazan cầu gối dày, các thể magma xâm nhập lớn cùng nhiều kiểu loại đá trầm tích khác nhau.

Từ khoảng 200 đến 65 triệu năm trước, va chạm giữa các mảng kiến tạo lại biến Đông Bắc Việt Nam thành lục địa. Hoạt động núi lửa kéo dài đã sinh ra đá granit và nhiều loại khoáng sản quý hiếm. Ngẫu nhiên thay, thời kỳ này đánh dấu sự thịnh vượng của nhiều giống loài khủng long trên toàn thế giới.

Khoảng 65 triệu năm trước, va chạm giữa các mảng Ấn Độ và Á-Âu đã hình thành nên dãy núi Himalaya. Ở vùng Đông Bắc Việt Nam, các đứt gãy lớn như đứt gãy sông Hồng, đứt gãy Cao Bằng-Tiên Yên dịch trượt đáng kể, trùng với thời điểm và góp phần hình thành Biển Đông.

Từ khoảng 40 triệu đến 2 triệu năm trước, một vùng rừng-sông hồ-đầm lầy rộng lớn đã phát triển mạnh trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Môi trường sống tươi tốt này là nơi sinh sống của vô số loài cổ sinh vật độc đáo như cá sấu, rùa, động vật có vú, tê giác, hà mã nguyên thủy, linh trưởng cổ... Khu vực này được cho là khởi điểm nơi các loài này di cư lên phía Tây Bắc, đến tận Địa Trung Hải ngày nay.

Từ khoảng 2 triệu năm trước cho đến nay, các quá trình địa chất vẫn diễn ra liên tục trên khắp vùng CVĐC, dẫn đến sự xuất hiện của những dãy núi cao như Mẫu Sơn. Cùng với đó, các cảnh quan karst dạng tháp, nón, dạng dãy, dạng thành lũy... cùng với các hang động lớn trong Khối đá vôi Bắc Sơn được hình thành. Ít nhất từ khoảng 500.000 năm trước, do vị trí chuyển tiếp đặc biệt giữa đồng bằng sông Hồng và vùng đất thấp của Trung Quốc đại lục, khu vực này đã trở thành một trong những cái nôi sớm nhất và liên tục nhất của người tiền sử trên lãnh thổ Việt Nam ngày nay. Cuộc hành trình hấp dẫn xuyên thời gian này là minh chứng sinh động về sự tiến hóa mạnh mẽ và không ngừng nghỉ của hành tinh Trái Đất của chúng ta.