Giai đoạn thứ hai : giai đoạn cổ kiến tạo

Giai đoạn cổ kiến tạo

Giai đoạn này diễn ra trong hai đại Cổ sinh và Trung sinh, kéo dài 500 triệu năm và cách ngày nay ít nhất là 65 triệu năm.
Trong giai đoạn này có rất nhiều cuộc vận động tạo núi lớn (Ca-lê-đô-ni, Hec-xi-ni, In-đô-xi-ni, Ki-mê-n) làm thay đổi hẳn hình thể nước ta so với trước. Phần lớn lãnh thổ nước ta đã trở thành đất liền, một bộ phận vững chắc của châu Á - Thái Bình Dương.
Giới sinh vật trong giai đoạn này đã phát triển mạnh mẽ. Đây là thời kì cực thịnh của bò sát khủng long và cây hạt trần.
Giai đoạn Cổ kiến tạo đã để lại những khối núi đá vôi hùng vĩ cùng với những bể than đá có trữ lượng hàng tỉ tấn, tập trung ở miền Bắc nước ta và còn rải rác ờ một số nơi. 
Cuối giai đoạn Cổ kiến tạo, địa hình nước ta bị ngoại lực bào mòn, hạ thấp trở thành những bề mặt san bằng.