50 milionów lat temu obecny obszar Parku Narodowego Yosemite składał się z łagodnie pofałdowanych wzgórz i kilku mniejszych strumieni. Na przestrzeni lat jeden zbiornik wodny zaczął się umacniać bardziej niż pozostałe a rzeka Merced wiła się przez płytkie wgłębienie w dolinie, co było genezą tego, co ostatecznie ukształtowało ścieżkę doliny.
40 milionów lat później ten spokojny teren o zalesionym krajobrazie doświadczył zmian i to, co kiedyś było łagodnymi wzgórzami, zaczęło wznosić się w bardziej wyraźne szczyty.
Mniej więcej 3 miliony lat temu obszar Yosemite zaczął się jeszcze bardziej drastycznie zmieniać i zalesione wzgórza, które niegdyś dominowały w krajobrazie, zaczęły przypominać suche kaniony a wybijające w górę szczyty nabierały bardziej postrzępionego wyglądu. Na skutek zmian klimatu, temperatury w dolinie ochłodziły się co było skutkiem tego, że niegdyś bujny krajobraz zaczął się przerzedzać.
Około 1 miliona lat temu, kiedy lodowce opadły na dolinę Yosemite, wypełniając masywny rowek doliny solidnym lodem, część doliny i otaczające ją skały były całkowicie pokryte lodem. Marsz lodowców doprowadził do tego, że krajobraz doliny wyrzeźbił się w jeszcze bardziej stromy tunel.
30 000 lat później przez dolinę przeszła mniejsza, aczkolwiek wciąż masywna pokrywa lodowa, znana jako lodowiec Yosemite, która posłużyła do dalszego wygładzania masywnych ścian, które uzyskały swój wyjątkowy kształt.
Minęło kolejne 10 000 lat aż resztki lodowcowa w końcu się stopiły, pozostawiając najpierw ogromne jezioro, a następnie zmieniając się w nieckę mułu i gliny lodowcowej stworzyły fantastyczny fundament niesamowitej doliny utworzonej w kształcie litery “U” z niesamowicie masywnymi granitowymi klifami, które otaczają wąskie bujnie zalesione dno doliny.