距今约一亿多年前的中生代晚期，由于太平洋板块向亚欧大陆板块挤压和俯冲，泰山在燕山运动的影响下，地层发生了广泛的褶皱和断裂。
在频繁而激烈的地壳运动中，泰山山体沿着百余公里（自今莱芜至泰安市）的泰前大断裂快速抬升。
并在隆起的过程中遭受风化剥蚀。
这时因断块发生了间歇性的升降差异，南部山区猛烈抬升，造成了南高北低的明显掀斜断块山。
最后在山体高处，原来覆盖着的2000多米的沉积岩全部剥蚀掉，古老的泰山杂岩重见天日，开始形成了泰山的雏形。
受变质影响的花岗岩，因抗蚀性强，就构成了峰峦高崖。
泰山在距今六七千万年前的新生代初期，由于喜马拉雅山运动的影响，即沿泰前断裂继续大幅度的抬升，至距今约三千万年前的新生代中期，今日泰山的轮廓才基本完成。