Biển Labrador được tạo thành sau sự phân tách của mảng Bắc Mỹ và mảng Greenland bắt đầu từ khoảng 60 triệu năm trước (thế Paleocen) và chấm dứt vào khoảng 40 triệu năm trước.[6] Một bể trầm tích, mà nay bị chôn vùi dưới các thềm lục địa, đã được hình thành vào kỷ Phấn trắng.[6] Khởi đầu của tách giãn đáy đại dương mácma đi kèm với các hoạt động phun trào núi lửa đá picrite và bazan trong thế Paleocen tại eo biển Davis và vịnh Baffin.[2]

Khoảng từ năm 500 TCN đến năm 1300, vùng bờ biển phía nam của biển Labrador có các khu định cư của người Dorset, Beothuk và Inuit; các bộ lạc Dorset sau đó bị người Thule thay thế.[7]