Die Ostseegeschichte begann nach dem Abschmelzen des skandinavischen Eisschilds vor etwa 14.000 Jahren.
Baltischer Eisstausee
Zu dieser Zeit entwickelte sich vor dem Eis aus den Schmelzwässern der Baltische Eisstausee. Am Meeresgrund lagerten sich Jahresschichten ab, die aus einer hellen Sommerlage und einer dunklen Winterlage bestanden. Ein deutlicher Farbwechsel von braunen zu grauen Sedimenten im Eisstausee-Intervall markiert einen plötzlichen Abfall des Seespiegels, nachdem eine Eisbarriere in Mittelschweden (Billingen) brach und eine große Menge Seewasser plötzlich in den Nordatlantik ausfloss.
Yoldiameer
Der Farbwechsel und eine Veränderung der Sedimentdichte (Geschwindigkeit akustischer Wellen) im Gefolge des Billingen-Ereignisses leiteten eine Klimaverschlechterung und einen ersten Einstrom von Meerwasser in die Ostsee ein. Der globale Meeresspiegel stieg rasch an und überholte die Hebung Skandinaviens vor etwa 10.300 Jahren. In der ersten brackigen Phase herrschten etwa 300 Jahre lang in der zentralen Ostsee salzreiche Wässer vor. In dieser ersten Phase bestand das Yoldiameer, eine Vorform der Ostsee mit Verbindung zum Atlantik und zum Weißen Meer.
Ancylussee
Die nacheiszeitliche Hebung des skandinavischen Raums (durch die Eisentlastung) schloss die mittelschwedische Verbindung zum Meer erneut vor etwa 9.500 Jahren. Wiederum entwickelte sich ein See im Bereich der heutigen Ostsee. Dieser so genannte Ancylussee war ein weiterer Vorläufer der heutigen Ostsee. Es war ein Süßwassersee, der vor etwa 8.000 Jahren zunehmend von Salzwassereinströmungen aus dem Kattegatt beeinflusst und langsam brackig wurde.
Litorinameer
Der Anstieg des globalen Meeresspiegels führte vor etwa 7.000 Jahren schließlich zur endgültigen Verbrackung der Ostsee; es entstand das Litorinameer. In diesem geologischen Stadium der Ostsee war der Wasserkörper in den Ablagerungsbecken stark geschichtet, am Boden herrschte zeitweilig Sauerstoffmangel, ähnlich wie in der heutigen Ostsee. Das Litorinameer war wahrscheinlich salziger als die heutige Ostsee, aber die Sedimente der jüngeren Ostseegeschichte ähneln denen des Litorinameers stark.