Deelen ligt in een gebied met een grote verscheidenheid aan landschappen. Aan het begin van het Pleistoceen (de periode van tweeëneenhalf miljoen tot tienduizend jaar geleden) begon een aantal rivieren vanuit het oosten ons land binnen te stromen. Deze rivieren moeten als voorlopers van de huidige Elbe en Weser worden beschouwd. Het gebied dat nu Veluwe heet was toen nog vlak. Er werden in die tijd dikke pakketten fijn korrelig kwartsrijk zand door de rivieren afgezet. Deze afzettingen staan in de geologie bekend onder de naam Formatie van Harderwijk. Boven op deze lagen fijn zand vinden we pakketten grover zand, de zogenaamde Formatie van Enschede. Deze zanden werden ook door de voorlopers van de Elbe en Wezer meegevoerd. De scheiding tussen de beide formaties wordt het Complex van Hattem genoemd. Dit complex bestaat uit grofzandig en grindrijk materiaal en werd ongeveer 900.000 jaar geleden afgezet. Het complex is onder koude omstandigheden gevormd. Er bevinden zich namelijk grote gesteentebrokken in, die alleen in of op ijsschotsen kunnen zijn getransporteerd (Zonneveld, 1980).
Zo’n 700.000 jaar geleden begonnen naast deze oostelijke rivieren ook de voorlopers van de Rijn en Maas in het gebied actief te worden. Deze rivieren zetten pakketten grofzandig materiaal af die binnen de geologie bekend staan onder de naam Formatie van Sterksel. De oostelijke rivieren gingen langzamerhand hun invloed verliezen en ongeveer 250.000 jaar geleden was het hier met hen afgelopen. Vanaf dat ogenblik speelden alleen de Rijn en Maas nog een rol. De lagen die deze rivieren hier toen gingen afzetten noemen we de Formatie van Urk. Gedurende de afzetting van deze formaties was de Veluwe niet één groot stelsel van rivieren maar er was sprake van een aantal rivieren die zich in de loop van duizenden jaren telkens verlegden.

Het klimaat in het Pleistoceen werd gekenmerkt door grote temperatuurschommelingen. Ook waren er in dit tijdvak meerdere glacialen en interglacialen.
Voor de Veluwe was het belangrijkste glaciaal het Saalien. Dit glaciaal dat ongeveer 200.000 jaar geleden begon en 125.000 jaar geleden eindigde, is zo belangrijk omdat dit het enige glaciaal is waarin het ijs vanuit Scandinavië tot in Nederland kwam (fig.5). In een periode van duizenden jaren schoof het ijs langzaam vanuit het noordoosten over ons land met een gemiddelde snelheid van slechts enkele meters per jaar. Tijdens relatief warmere perioden zal het ijs zich wat hebben teruggetrokken terwijl in koudere perioden het juist sneller is opgerukt. De dikte van de ijskap moet minimaal 225 meter zijn geweest. De stuwwallen ontstonden doordat het ijsfront bij zijn opmars in Nederland te veel weerstand ondervond en reageerde door de vorming van grote ijslobben die zich door de twee grote rivierdalen (Gelderse en IJsselvallei) wurmden. Doordat de grond tot op grote diepte was bevroren, gebeurde het dat de grond scheurde en als een soort schubben over elkaar heen schoof (fig.6). De ijslobben verwijdden deze dalen en drukten de randen op tot stuwwallen.

De stuwwallen van de Veluwe werden dus gevormd uit materiaal dat er al lag voordat het ijs kwam.
Aan het einde van het Saalien werd het geleidelijk weer warmer. Het ijs begon te smelten en de ijskap begon zich terug te trekken. Op een gegeven ogenblik lag de ijskap een eindje van
de stuwwal af. Het smeltwater dat van het ijs kwam, werd zo ingesloten tussen stuwwallen en ijskap. Er ontstonden een soort meren met daarin het door het smeltwater meegevoerde materiaal zoals zand, klei en grind, afhankelijk van de stroomsnelheid. Na het Saalien brak het Eemien aan. Deze periode was aanmerkelijk warmer dan het Saalien. Door deze warmte smolt de Scandinavische ijskap zover af dat de zeespiegel zo’n 80 meter steeg waardoor noordwest Nederland voor een groot deel onder water kwam te staan. Ongeveer 70.000 jaar geleden hield deze relatief warmere periode op en begon het weer kouder te worden. De vegetatie die tijdens het Eemien op de stuwwal (fig.7 en 8) was ontstaan verdween hierdoor. In plaats daarvan ontstond een toendra-achtige vegetatie van dwergstruiken, kruiden en mossen.

De beperkte vegetatie leverde echter al voldoende voedsel op voor bijvoorbeeld mammoeten, wolharige neushoorns, poolvossen, reuzenherten en dergelijke. Deze fauna trok ook menselijke bewoning aan in de vorm van rondtrekkende jagersvolken die zich gedurende korte perioden in dit gebied vestigden. Gedurende enkele perioden in deze koudere tijd die bekend staat onder de naam Weichselien, zorgden winden ervoor dat zand van de drooggevallen Noordzee in zuidoostelijke richting werd weggevoerd en neersloeg op onder meer de Veluwe waardoor een dikke laag dekzand ontstond. Ook zand uit drooggevallen
rivierbeddingen zorgde voor meer lokale dekzandruggen dat zich ophoopte in de vorm van langgerekte ruggen en paraboolduinen of als een soort waaiers (spoelzandwaaiers). Nabij Arnhem werden de vlakten van Velp, Rheden en Deelen gevormd door een dergelijke waaier.
Zo’n 10.000 jaar geleden eindigde het Weichselien en hiermee ook het Pleistoceen. Het klimaat werd weer warmer en het Holoceen begon. Doordat het warmer werd steeg ook de zeespiegel weer en hiermee het grondwater wat aan de randen van de stuwwallen opwelde en waardoor er moerassen konden ontstaan. Door het zich jaar na jaar ophopen van plantenresten begon zich veen te vormen, het zogenaamde broekveen. De stuwwallen raakten in deze perioden begroeid met eiken en berkenbossen (Jonkers, 1988).