白川橋から下流を見ると、山がなだらかになって平らな面が現れ、秩父盆地が広がるのがわかります。ここから下流は、地質年代的には新第三系と呼ばれ、新生代（約1500万年前）の地層になります。かつて、古秩父湾の海底に土砂が堆積し、やがて盆地東側の山地の隆起によって湾が閉ざされ、古秩父湾は終わりを迎えます。その後、今から約50万年前以降に、荒川の流れに大地が削られて河成段丘を形成し、現在の秩父盆地が形作られました。
上流を見ると、急峻なV字谷になっています。ここから上流の山々は「秩父帯」と呼ばれ、約２億年前、ジュラ紀の時代にプレートに運ばれて南洋からやってきた地層が広がります。日本の房総半島から関東山地、赤石山脈、紀伊山地、四国山地、九州山地を経て沖縄本島までの長さ1,500kmにわたって帯状に分布する地体構造区分の一つです。
江戸時代、上流の中津川や大血川沿いの豊富な木材は、鉄砲堰などの技術を使って奥山から川の流れを使って搬出され、流れがゆるやかになるこの場所で筏（いかだ）に組まれて江戸へ向かいました。鉱山事業に失敗した平賀源内も、ここで木炭を運び出す荒川通船の事業を起こしました。
近くにある秩父鉄道の終点・三峰口駅は、平野の終点でもあります。ここから奥の地形は秩父帯の険しい地形となり、鉄道は入れないのです。秩父鉱山の鉱石も、かつて北の山中白亜系（山中層群）の谷を経て三峰口まで索道で運び出され、ここから鉄道に乗せられました。
