오타와강은 오타와 본느쉐르 지구로 1억 7500만 년 전에 형성된 중생대 열곡이다. 강 대부분은 로렌시아 대지를 따라 흘러가고 하류는 석회암 평원과 빙하 퇴적물을 따라 흘러간다. 

빙하기 말에 빙하가 퇴빙하면서 세인트로렌스강 계곡과 섐플레인호와 더불어 오타와강 계곡은 빙하의 무게에 바닷물로 채워지면서 해수면 밑으로 침강하였다. 이에 따라 형성된 바다는 샹플랭해라고 불리었으며 1만 2천 년에서 1만 년 전 화석이 이 지역의 해양 점토에 묻혀있다. 이에 따라 형성된 바다는 샹플랭해라고 불리었으며 1만 2천 년에서 1만 년 전 화석이 이 지역의 해양 점토에 묻혀있다. 이 당시 형성된 모래 퇴적물로 소나무 숲과 웨스트미스와 콘스턴스베이와 같은 사구가 형성되었다 이 시기에 쌓인 점토 침전물로 구하도 일부에 취약한 배수, 대형 늪지 및 이탄습원 생성을 초래하였다. 이에 따라 숲과 늪지의 분포는 빙하기 후에 자리를 잡았다고 볼 수 있다. 

오타와강에는 표점토 퇴적물도 형성되었다. 이 퇴적물은 비가 많이 오면 매우 불안정하며 이에 따라 산사태도 자주 발생한다. 1993년에 온타리오주 르미외는 마을 전체가 산사태로 오타와강의 지류인 사우스네이션강에 침몰하였다. 지역 주민들은 산사태 우려로 1989년에 다른 곳으로 이전하였다. 

지면이 다시 솟아 오르면서 해안은 자취를 감췄고 오늘날의 민물이 형성되었다. 샹플랭해가 사라지면서 오타와강 계곡은 새로 부상하는 오대호 북쪽 유역에서 니피싱호와 매터와강을 따라 강물이 흐르게 되었다. 땅에 융기가 일어나면서 동쪽 흐름은 약 4천 년 전에 막혔다. 이에 따라 니피싱호는 서쪽으로 프렌치강을 따라 흐르게 되었고 이후 이 흐름은 서쪽으로 이어지는 카누 경로가 되었다.
오타와강 계곡이 융기하면서 생긴 바다의 이름은?
샹플랭해