グレートブルーホールは、最初から海中に開いた穴だったわけではありません。その起源は、約15万年前から数回にわたって訪れた最終氷期(氷河期)にまで遡ります。
当時、地球上の大量の水が氷河として陸上に固定されていたため、海面は現在よりも約100〜120メートルほど低く、この一帯は乾燥した石灰岩の大地でした。雨水が石灰岩を長年かけて浸食することで広大な地下洞窟が形成され、内部には巨大な鍾乳石が発達していきました。
やがて氷河期が終わりを迎えると、急激な温暖化に伴って海面が上昇。水没した巨大鍾乳洞の天井が自重に耐えきれず崩落したことで、現在のような垂直に切り立つ円形の大穴が誕生しました。現在でも水深40メートル付近に潜ると、かつて陸上であった証拠である長さ数メートルにおよぶ巨大鍾乳石群を肉眼で確認できます。