Sự thoái lui sông băng sau kỷ băng hà Weichsel (kỷ băng hà chót) xảy ra ở lưu vực Hồ Ladoga từ khoảng 12.500 tới 11.500 năm trước Thời hiện tại (tức năm 1950 sau CN). Hồ Ladoga nguyên là một phần của hồ băng Baltic (70–80 mét trên mực nước biển hiện nay), một tầng nước ngọt lịch sử của Biển Baltic. Có thể - dù không chắc chắn – là hồ Ladoga đã bị cô lập trong thời kỳ thoái lui của tầng nước lợ của biển Yoldia sau đó (10.200 – 9.500 năm trước Công nguyên). Ngưỡng của sự cô lập có thể ở nơi định cư Veshchevo phía tây của huyện Vyborg, nơi biển Baltic và Hồ Ladoga nối với nhau bởi một eo biển hoặc một cửa sông ít nhất cho tới khi hình thành Sông Neva, và thậm chí có lẽ còn muộn hơn, tới thế kỷ 12 sau Công nguyên hoặc khoảng đó.[4][5]

Khoảng 9.500 năm trước Công Nguyên, hồ Onega, trước đây chảy vào Biển Trắng, bắt đầu chảy vào Hồ Ladoga qua sông Svir. Từ khoảng năm 9.500 tới 9.100 trước CN, trong sự tràn ngập của hồ Ancylus - tầng nước ngọt tiếp sau của biển Baltic - chắc là hồ Ladoga trở thành một phần của hồ Ancylus (tức tầng nước ngọt nói trên), dù chúng chưa nối với nhau ngay trước đó. Trong thời Hồ Ancylus thoái lui sau đó - khoảng 8.800 năm trước CN – thì hồ Ladoga trở thành cô lập.

Hồ Ladoga tràn ngập dần vào phần phía nam của nó là do sự nâng lên của Khiên Baltic ở phía bắc. Đã có giả thuyết – nhưng chưa được chứng minh – là nước của biển Litorina, tầng nước lợ tiếp theo của Biển Baltic, thỉnh thoảng lấn chiếm hồ Ladoga từ khoảng năm 7.000 tới 5.000 trước CN. Khoảng năm 5.000 trước CN, nước của hồ Saimaa thâm nhập Salpausselkä và tạo thành một cửa sông mới, sông Vuoksi, chảy vào Hồ Ladoga ở góc tây bắc và nâng mực nước hồ lên 1–2 mét.[6]

Sông Neva bắt nguồn khi nước hồ Ladoga cuối cùng đã phá vỡ qua ngưỡng tại Porogi chảy vào phần dưới của sông Izhora, lúc đó là một nhánh của Vịnh Phần Lan, từ năm 4.000 và 2.000 trước CN. Theo một số dữ liệu mới, việc đó đã xảy ra khoảng năm 3.100 trước Thời hiện tại (3.410 – 3.250 năm trước CN).[7]