Палеозойская эра началась около 570 000 000 лет назад и продолжалась 320 000 000 - 325 000 000 лет.
За это время Русская платформа испытала неоднократные погружения и поднятия с очень большими амплитудами, охватившими и Воронежскую антеклизу.
Воронежская область дважды покрывалась морем в девонское и каменноугольное время. Морской режим был очень разнообразным. Происходило чередование глубоких морских акваторий и мелководных заливов. Поэтому состав и распространение осадочных отложений очень разнообразны. Наиболее древние осадочные породы относятся к девонскому периоду.