Devínska Kobyla patrí k najdlhšie osídleným lokalitám na Slovensku. Už v období 5 000 rokov pred n. l. si tu neolitickí roľníci stavali svoje prvé sídla. Cez toto strategické územie viedla v dobe bronzovej obchodná Jantárová cesta, neskôr sa tu usadili Kelti, ktorí začali klčovať lesy, a po nich ovládli územie Rimania a založili na juhozápadných svahoch Devínskej Kobyly vinice.

V období Veľkomoravskej ríše bol Sandberg spoločne s Devínom súčasťou pevnosti kniežaťa Rastislava a tvorili slovanské opevnenia Nad lomom. Toto územie bolo taktiež svedkom mnohých významných historických udalostí, ako napríklad vznik Uhorska, turecké vpády, nemecká a chorvátska kolonizácia a tiež napoleonské vojny.

Približne pred 300 miliónmi rokov bolo toto územie súčasťou prakontinentu Pangea, čoho dôkazom sú náleziská žuly vo Veľkom žulovom lome pri Devíne a kryštalické bridlice v okolí Dúbravky.

V nasledujúcich obdobiach bolo toto územie niekoľkokrát zaplavené morom. Podobu Devínskej Kobyly formovala erózia, intenzívny odnos hornín a vrásnenia. Teplé Bádenské more, ktoré sa nachádzalo na tomto území pred 14 až 16 miliónov rokmi, modelovalo významnú lokalitu skamenelín na Devínskej Kobyle, Sandberg.

Nemalou mierou sa na formovaní Devínskej Kobyly podieľajú rieky Morava a Dunaj. Ich korytá sa postupne premiestňovali a približne pred 600 000 rokmi vznikol ich sútok týchto riek v oblasti dnešnej Devínskej Novej Vsi. Geologickými zmenami sa pod Devínsku hradnú skalu presunul asi pred 130 000 rokmi.