その後、2万年ほど前には氷河期になって逆に今の東京湾は陸地化していたのですが、1万2,000年から6,000年ほど前の間に海進がおこりました。縄文海進（有楽町海進）です。その結果、奥東京湾と呼ばれる海域が、今の茨城県古河市あたりと埼玉県川越市あたりにまで広がりました。港区域では、今の古川とその支流の流域一帯にも海水が入り込み、武蔵野台地の縁に波が直接押し寄せていました。
奥東京湾のあった縄文時代前期は、海の水準が安定した状態で5,500年ほど前まで続きます。この間に堆積物がたまって東京低地が形成されました。また、人びとの活動が盛んになるのも、この頃からです。
その後ゆっくりと海退がすすみますが、縄文時代中期から後期にかけても、引き続き人びとの営みは活発で多くの貝塚がつくられ、港区域でも伊皿子貝塚（図1-1-1）や西久保八幡貝塚が形成されました。2,000年ほど前の弥生時代には、海面が現在のレベルよりも一度低くなり、その後、再び海進に転じて現在のレベルにもどりました。3世紀以降、弥生時代の後半から古墳時代にあたります。
その後の港区域では、自然の営みによる地形変化はほとんどありませんでした。この後の地形の変化の多くは人工的におこなわれたものです（図1-1-2）。
図1-1-1 伊皿子貝塚貝層断面（約4,000年前） 三田台公園
図1-1-2 港区海域周辺における埋立ての歴史