Prieš 10-15 mln. metų tarpeklio teritorija buvo padengta lava, išsiveržusia iš Kaskadinių kalnų ugnikalnių. Vietomis bazalto storis siekia 2 km, tačiau kitose vietose į paviršių išeina granitas.
Ledynmečio laikotarpiu kalnus uždengė stora ledyno danga. Uoliniuose kalnuose susiformavo ledų užtvanka, pro kurią kas 50 metų[reikalingas šaltinis] prasiverždavo 610 m aukščio vandens stulpas ir nusirisdavo Ramiojo vandenyno link.[paaiškinti] Tokie vandens srautai išgraužė minkštą bazaltą ir sudarė tarpeklį. Dabar Didysis tarpeklis sausringa sritis, su nedideliais ežerėliais.
