支笏火山の活動も終わり、静穏な時期を迎えることになるが、気候は次第に寒冷化しはじめる。また、石狩低地帯では、千歳から早来方面にかけて、支笏軽石流台地でせき止められた古石狩川などの河川は流路の変更をせざるを得なくなり、日本海への流路が定まるまではきわめて複雑な変化があったと考えられるが、すくなくとも、野幌丘陵の東側の低地(千歳市―長沼町―江別市)は大きな浅い湖となったにちがいない。そしてその湖底には支笏軽石流に由来する砂や粘土が堆積していった。野幌丘陵の北西縁部をとりまくように分布する元野幌粘土層がその名残りなのである。陸上の植生は亜寒帯の樹木が主体であった。およそ二万七〇〇〇～二万八〇〇〇年前のことになる。この時期に対応する札幌市域のできごとの証拠はみつかっていないので、よくわからないが、海はさほど後退せず、札幌市の北部は海底下にあり、陸上からの土砂を堆積しつづけていた(山口ベッドの上部)。
　二万六〇〇〇年前ころになると気候はやや温暖化したようである。手稲山口や石狩町樽川などの地下に分布する樽川ベッドが当時の海底堆積物である。
　二万五〇〇〇年前ころになると、地球的規模の寒冷化がはじまる。そして、乾燥化も進み、とくに、支笏軽石流台地は復活しはじめた植生も枯死し、砂漠化が進展する。それにともない、地表は強い季節風によって浸食され、砂土は河川に運ばれ、一方では、吹き飛ばされ、大小の砂丘が形成されるようになった。河川で運ばれた砂は、各河川の川床や氾らん原に徐々に堆積していった。江別砂層や厚別砂礫層が最終氷期最盛期(二万五〇〇〇年～一万六五〇〇年)の堆積物である。
　この寒冷期に入ると、海は次第に後退し、陸上の浸食は激しさを増す。河川はその縁辺部に段丘を形成させながら、断続的に深く谷を削り、谷底平野を拡大していった。二万年前～一万八〇〇〇年前の間が、もっとも寒冷な時期(最寒冷期)とされているが、この時期には海水面は、現在より一〇〇メートルも低かったことが、石狩湾海底の泥炭層によって証明できるのである。そして、札幌市北部から石狩湾にかけての海岸平野は、すでに述べたような谷や段丘、広大な台地が広がる起伏に富んだものであった。
　支笏火山の活動が終息し、約一万年間の穏やかな時期がすぎると、支笏湖地帯に新しい火山活動がはじまる。それは恵庭岳の活動であり、その初期、約二万年前の噴出物は市の東部地域に降り注いだのである。時はまさに最寒冷期だった。空隙の多い火山灰層中には雪溶けの水が十分に保水される。それらは、冬季になると地下深くまで凍り、体積を増大し土層に大きな圧力をかける。こうした土層中の水の凍結・融解の作用で独得の変形を地表に近い土層にもたらした。インボリューションとかクリオターベーションとかいわれる現象である。これも寒さの程度を証明するものなのである。
　当時の山麓部はグイマツやアカエゾマツ・エゾマツなどの亜寒帯林が展開し、年平均気温も八～一〇度くらい低い、ちょうどサハリンの北部地域くらいの自然景観が札幌周辺に展開していたのである。