— Pendant le Mésozoïque, il y a 250 millions d’années, la faille de la Moyenne-Durance constituait une des bordures de l’océan qui s'ouvrait au sud de l’Europe. C’est la Téthys où se sont déposées d’épaisses couches de sédiments qui ont évolué en calcaires et marnes.
— Pendant le Cénozoïque, différents fonctionnements de la faille se succèdent ;
• A l’Oligocène, la faille limitait à l’est un compartiment en relief (le horst de Valensole) dont l’érosion alimentait la sédimentation dans le bassin de Manosque – Forcalquier situé à l’ouest. Des brèches et mégabrèches issues du horst se sont déposées à proximité de cet accident dans le bassin. Le fonctionnement en faille normale entretenait la subsidence de ce bassin.
• A la fin du Miocène, le jeu de la faille de la Moyenne-Durance a provoqué une inversion de relief. Elle fonctionnait alors en faille inverse et décrochante. Les reliefs se trouvaient dans le compartiment occidental alors que le compartiment oriental fonctionnait en bassin flexural en avant de la chaîne des Alpes. Grâce à la subsidence, la puissante formation détritique de Valensole s'est accumulée sur plusieurs centaines de mètres d’épaisseur. Le plateau de Valensole (surface d'environ 1 500 km²) est constitué d’un conglomérat de galets accumulés à cette époque. La diversité des galets est à l’image de la diversité des roches arrachées aux Alpes depuis une dizaine de millions d’années.
Les différents mouvements de la faille au cours du temps sont responsables du paysage contrasté actuel.