贝加尔湖形成于约2500万年前印度板块和欧亚板块相互碰撞后的强烈地震，湖盆形成于2000~2500万年前。前苏联科学家维列夏金根据古生物和地质方面的材料推测，中生代侏罗纪时的贝加尔湖以东地区，曾有过一个浩瀚的外贝加尔海。后来由于地壳变动，留下了内陆湖泊-贝加尔湖。随着雨水、河水的不断加入，咸水变淡。

球膨裂说认为，46亿年前地球形成之后，在39亿年前，空气中的水蒸汽凝结成水珠降回地表形成海洋，这时的海洋覆盖这整个地球，深度1.2万米。5.2亿年前，由于地球发生了大的膨裂，海水流入地壳的裂缝，海水从大陆上逐步退出，大陆逐渐露出海面，一些海洋生物就留在了大陆上低洼地区的湖泊里。5.2亿年前的海水是咸的，因此贝加尔湖的湖水也是咸的，但由于大量的雨水、河水不断流入贝加尔湖，湖水逐渐变淡。一些在海洋咸水中生存的海洋生物，逐渐适应了贝加尔湖中的淡水环境。