Het gebied waar nu Dalfsen ligt, maakte deel uit van het oerstroomdal van de latere Vecht. Aan het einde van de voorlaatste ijstijd, het Saalien (370.000-130.000 jaar geleden) was dat gebied veel groter dan het huidige Vechtdal. Tussen het Drentse keileemplateau en de Overijsselse stuwwallen lag toen een breed dal, ook wel het dal van de "Oervecht" genoemd. Dit stroomdal was zo'n 10 à 15 km breed. Voordien zullen ook Duitse rivieren zoals de Ems, Elbe en Weser, vanuit het oosten en later de Rijn vanuit het zuiden gebruik gemaakt hebben van dit brede dal naar het westen. Het landschap lag bezaaid met stenen, achtergelaten door het ijs uit Scandinavië. Er waren veel meer hoogteverschillen. De stroombedding, uitgeslepen door het smeltwater, was ongeveer 50 m lager, terwijl de aangrenzende Lemelerberg en het Drents Plateau aanmerkelijk hoger lagen. Hierna trad er een stijging van de temperatuur op. Het landschap kreeg een subtropisch karakter. Dit interglaciaal, een periode tussen twee koude perioden, het Eemien genoemd, vond plaats ongeveer 130.000‒115.000 jaar geleden. Veel subtropische planten en dieren verschenen op het toneel. Op diverse plaatsen in het Vechtdal zijn hiervan resten teruggevonden.
Laatste ijstijd
Op het Eemien volgde het Weichselien (115.000-9.800 jaar geleden). Dit was een minder hevige ijstijd. Het landijs bereikte ons land toen niet. Tijdens deze laatste ijstijd wisselden koude en droge perioden elkaar af met vochtige en warmere tijden en hebben zich dekzanden kunnen afzetten. In de wat gunstiger perioden konden door de ontstane vegetatie zich hier en daar veenlaagjes vormen en zette zich wat beekklei af. Eeuwenlang hebben de natuurelementen dit gebied vormgegeven. Water en wind egaliseerden het land. Het met stenen bedekte Vechtdal werd overspoeld met door lokale rivieren aangevoerd zand, leem en grind en werd ondergestoven met dikke pakketten zand. Het rivierdal werd daardoor in de loop der tijd steeds ondieper. In het dal bevond zich een stelsel van rivierlopen, die telkens van plaats veranderden en zodoende een licht hellende riviervlakte opbouwden. Zo ontstond een grillig landschap, met afwisselend rivierdalen, uitgestoven vochtige laagten en zandruggen.
Dekzanden
Nadat de jongste dekzanden hun plaats hadden gekregen, werden deze zanden gedeeltelijk opnieuw verplaatst door wind en water. Door verstuivingen ontstonden op de dekzanden hier en daar rivierduinen. Deze dekzanden en rivierduinen, die als een kralensnoer aan weerszijden van de rivier zijn neergelegd, gaven zo de rivier als het ware natuurlijke dijken. Het zijn deze golvende terreinen langs de rivier die de gehele geologische geschiedenis in zich hebben opgeslagen. Elke laag grond heeft zijn eigen verhaal.
Meanderende rivier
De Vecht ontwikkelde zich tot een zeer actief kronkelende rivier. Ook toen de rivier al veel minder breed was geworden, verlegde de bedding zich nog regelmatig. Door de geringe erosiebestendigheid van de smeltwaterafzettingen (het dekzand en het stuifzand) langs het dal van de Vecht konden bochten diep in de oever invreten. In de binnenbochten ontwikkelden zich uitgestrekte kronkelwaardlandschappen met afwisselend richels en geulen en op de hoogste delen rivierduinen. De kronkelwaarden zelf werden later door boerennederzettingen gebruikt als gemeenschappelijke weidegronden, koelanden genaamd. Op deze graslanden heeft zich door een eeuwenoud hooilandbeheer een unieke stroomdalflora ontwikkeld.