从中生代末进入新生代的第三纪，浅部挤压活动与深部运动过程不断进行，“关键角色”古渤海湖也在这一时期出现。古渤海湖于100多万年前被海水入侵，在约30万年前变为浅海。
时间来到距今最近的第四纪时期，在这一时期，渤海发生多次大规模的海进海退。在第四纪的早更新世时期，气候以干冷为主，渤海仍是连接冀鲁平原和下辽河平原的干涸平原。
美轮美奂的辽河平原（图：壹图网）▼
而到了中更新世时期，气候较为温暖，几次海平面上升导致海侵，让渤海初见雏形。晚更新世发生的两次大规模海侵，让故事发展达到高潮，渤海也基本形成如今规模。
在大规模海侵之前，基本就是个大湖▼
随之而来的全新世时期，渤海的故事开始收尾。这一时期，洋面迅速扩大，冀鲁平原和下辽河平原分离，加之河流水系的涌入和人为因素的作用，渤海也终于形成。分分合合的大陆构造演化和循环往复的地质演变中，书写着跌宕起伏的传奇。
古时说的沧海桑田，其实就是黄渤海交界的地段
可见渤海的面积变化之大
（现在的渤海实际上非常年轻）▼
如今，北至辽宁老铁山，南到山东烟台蓬莱岬的32个小岛屿——庙岛群岛。如珍珠项链一般串联在海面之上，构成黄渤海之间的天然分界线。而蕴藏在渤海湾盆地基底大断裂中的石油和天然气资源，也为我国社会经济发展做出了重要贡献。
渤海油田、大港油田、胜利油田、华北油田
都在这一中生代含油气盆地上▼
