Alla fine del Carnico (220 Ma - Norico), il mare invase ciclicamente le terre emerse dando origine a piane di marea ove si depositarono fanghi carbonatici che, trasformati in rocce, costituiscono oggi la “Dolomia Principale”: in essa s’inglobano grossi fossili bivalvi, chiamati megalodonti e si conservano numerose impronte di dinosauri. La deposizione dei fanghi marini e il lento abbassamento dei fondali ha portato, nei milioni di anni, all’accumulo di grandi spessori di roccia e alla formazione delle più alte pareti dolomitiche (Tofana, Cristallo, Sorapìs).
Un abbassamento veloce ma continuo del fondo marino durante il Lias, permise la deposizione di potenti bancate di calcari (circa 195 Ma). A metà del Giurassico (182 Ma) il fondale si inabissò fino al di sotto dei mille metri di profondità e l’habitat marino divenne adatto a grandi molluschi come le ammoniti; perciò i sedimenti di questo periodo sono noti con il nome di “Rosso Ammonitico”. Ad essi si sovrappongono rocce friabili grigie, preservate dai processi erosivi in sporadici affioramenti nelle Dolomiti, come il “Flysch di Ra Stua” (120 Ma - Cretaceo inferiore), nel quale sono stati rinvenuti denti di squalo e altri resti di selaci.
In seguito allo scontro della zolla africana con quella europea, si instaurò un periodo di intensi terremoti ed innalzamenti della crosta terrestre che diedero inizio all’“Orogenesi Alpina”. Pochi sono i sedimenti che si depositarono in area dolomitica dopo il sollevamento della catena: di essi rimane traccia sul Col Bechéi, dove i ciottoli e le sabbie del “Conglomerato del Monte Parei” (25 Ma - Terziario) rappresentano l’ultima e più recente formazione litologica delle Dolomiti.