Морена самого древнего оледенения — Окского — была изучена на Оке в 80 км к югу от Калуги. Нижняя, сильно перемытая окская морена с карельскими кристаллическими валунами отделена от вышележащей днепровской морены типичными межледниковыми отложениями. В ряде других разрезов к северу от этого разреза, под днепровской мореной, также обнаружена окская морена.
Очевидно, моренный рельеф, возникший в окскую ледниковую эпоху, до нашего времени не сохранился, так как его сначала размыли воды днепровского (среднеплейстоценового) ледника, а затем он был перекрыт его донной мореной.
Южная граница максимального распространения Днепровского покровного оледенения пересекала Среднерусскую возвышенность в районе Тулы, далее спускалась языком по долине Дона — до устья Хопра и Медведицы, пересекала Приволжскую возвышенность, затем Волгу в районе устья реки Суры, далее шла в верховья Вятки и Камы и пересекала Урал в районе 60° с.ш. В бассейне Верхней Волги (в Чухломе и Галиче), а также в бассейне Верхнего Днепра выше днепровской морены залегает верхняя морена, которую относят к Московской стадии Днепровского оледенения*.
Перед последним Валдайским оледенением в межледниковую эпоху растительность средней полосы Восточно-Европейской равнины имела более теплолюбивый состав, чем современная. Это свидетельствует о полном исчезновении на севера ее ледников. В межледниковую эпоху в озерных котловинах, возникших в понижениях моренного рельефа, отлагались торфяники с бразениевой флорой.
На севере Восточно-Европейской равнины в эту эпоху возникла бореальная ингрессия, уровень которой был на 70-80 м выше современного уровня моря. Море проникло по долинам рек Северной Двины, Мезени, Печоры, создав широкие ветвящиеся заливы. Затем наступило Валдайское оледенение. Край валдайского ледникового покрова находился в 60 км севернее Минска и уходил на северо-восток, достигая Няндомы.
В климате более южных районов в связи с оледенением произошли изменения. В это время в более южных районах Восточно-Европейской равнины остатки сезонного снежного покрова и снежники способствовали интенсивному развитию нивации, солифлюкции, формированию асимметричных склонов у эрозионных форм рельефа (оврагов, балок и т.д.).
Таким образом, если в пределах распространения валдайского оледенения существовали льды, то в перигляциальной зоне формировались нивальный рельеф и отложения (безвалунные суглинки). Внеледниковые, южные части равнины перекрыты мощными толщами лессов и лессовидных суглинков, синхронных ледниковым периодам. В это время в связи с увлажнением климата, которое вызывало оледенение, а также, возможно, с неотектоническими движениями в котловине Каспийского моря происходили морские трансгрессии.
Природные процессы неоген-четвертичного времени и современные климатические условия на территории Восточно-Европейской равнины обусловили различные типы морфоскульптур, которые в своем распространении зональны: на побережье морей Северного Ледовитого океана распространены морские и моренные равнины с криогенными формами рельефа. Южнее лежат моренные равнины, в различной стадии преобразованные эрозией и перигляциальными процессами. По южной периферии Московского оледенения наблюдается полоса зандровых равнин, прерываемых останцовыми возвышенными равнинами, покрытыми лессовидными суглинками, расчлененными оврагами и балками. Южнее находится полоса флювиальных древних и современных форм рельефа на возвышенностях и низменностях. На побережье Азовского и Каспийского морей располагаются неоген-четвертичные равнины с эрозионным, западинно-просадочным и эоловым рельефом.
Длительная геологическая история крупнейшей геоструктуры — древней платформы — предопределила скопление разнообразных полезных ископаемых на Восточно-Европейской равнине. В фундаменте платформы сосредоточены богатейшие залежи железных руд (Курская магнитная аномалия). С осадочным чехлом платформы связаны месторождения каменного угля (восточная часть Донбасса, Подмосковный бассейн), нефти и газа в палеозойских и мезозойских отложениях (Урало-Волжский бассейн), горючих сланцев (близ Сызрани). Широко распространены строительные материалы (песни, гравий, глины, известняки). С осадочным чехлом связаны также бурые железняки (близ Липецка), бокситы (у Тихвина), фосфориты (в ряде районов) и соли (Прикаспий).