La Sierra de Gredos, como el conjunto del Sistema Central, es una montaña de raíces antiguas. Aunque el relieve actual se debe a la Orogenia Alpina (Era Cenozoica), sus rocas y fracturas son más antiguos (del Paleozoico y Pre-Paleozoico).

En su historia geológica pueden separarse cinco grandes etapas: (1) la previa a la Orogenia Hercínica o Varísca (Precámbrico-Devónico) con la acumulación de sedimentos luego metamorfizados (gneises, es-quisto, migmatitas); (2) la Orogenia Hercínica o Varísca (esencialmente durante el Carbonífero) con el metamorfismo, la intrusión de los granitos, y la formación de una gran cordillera plegada y fracturada; (3) la posterior a esa orogenia y previa a la Alpina (Devónico al Oligoceno-Mioceno) que arrasa esa cordillera y forma grandes planicies; (4) la Orogenia Alpina que reactiva las antiguas fallas y forma un relieve estructurado en bloques escalonados (del Oligoceno al Plioceno); y (5) la remodelación de esos relieves por los procesos fluviales, glaciares, periglaciares y de ladera (desde el Plioceno a la actualidad) que originan el paisaje actual.