Vào khoảng 250 triệu năm trước, vào cuối kỷ Permi của đại Cổ Sinh, một đại dương mới đã bắt đầu hình thành ở phần cuối phía nam của đại dương Paleo-Tethys. Một đường nứt gãy đã hình thành dọc theo thềm lục địa phía bắc của Nam Pangaea (Gondwana). Trên 60 triệu năm tiếp theo, mảnh thềm lục địa này, được biết đến như là mảng Cimmeria, di chuyển theo hướng bắc, đẩy đáy của đại dương Paleo-Tethys vào dưới phần cuối phía đông của Bắc Pangaea (Laurasia). Đại dương Tethys đã hình thành giữa Cimmeria và Gondwana, ngay phía trên nơi mà Paleo-Tethys đã từng tồn tại.

Trong kỷ Jura (150 Ma), Cimmeria cuối cùng va chạm với Laurasia. Nơi nó ngừng lại, đáy đại dương dưới nó oằn xuống, tạo thành rãnh Tethys. Mực nước dâng lên và phía tây Tethys che phủ nông các phần đáng kể của châu Âu. Vào cùng khoảng thời gian đó, Laurasia và Gondwana bắt đầu trôi dạt ra xa nhau, tạo thành Đại Tây Dương giữa chúng. Trong khoảng thời gian giữa kỷ Jura và kỷ Phấn Trắng (100 Ma), Gondwana bắt đầu tách ra, đẩy châu Phi và Ấn Độ về phía bắc, ngang qua Tethys và tạo thành Ấn Độ Dương. Do các khối đất khổng lồ này ép nó từ mọi phía, nên cho tới Hậu Miocen (15 Ma), đại dương Tethys liên tục bị co hẹp lại, trở thành biển Tethys (thứ hai).

Ngày nay, Ấn Độ, Indonesia và Ấn Độ Dương che phủ khu vực trước đây là đại dương Tethys, còn Thổ Nhĩ Kỳ, Iraq, Tây Tạng, Đông Dương nằm trên Cimmeria. Cái đã từng là biển Tethys trở thành Địa Trung Hải. Các dấu tích còn lại khác là Biển Đen, biển Caspi và biển Aral (thông qua nhánh nội địa cũ được biết đến như là Paratethys). Phần lớn đáy của đại dương Tethys biến mất dưới Cimmeria và Laurasia. Con người chỉ biết tới việc Tethys đã tồn tại là nhờ các nhà địa chất như Suess đã tìm thấy các hóa thạch của các sinh vật sinh sống trong lòng đại dương có trong các lớp đá tại dãy núi Himalaya. Vì thế, người ta biết rằng các lớp đá này đã từng nằm dưới nước, trước khi thềm lục địa Ấn Độ bắt đầu bị đẩy lên khi nó va mạnh vào Cimmeria. Người ta cũng có thể thấy các chứng cứ địa chất tương tự trong kiến tạo sơn Alps của châu Âu, nơi mà chuyển động của mảng châu Phi đã nâng dãy núi Alps lên.

Các nhà cổ sinh vật học cũng nhận thấy đại dương Tethys có tầm quan trọng đặc biệt do phần lớn các thềm biển trên thế giới là nằm cạnh rìa của nó trong một gian dài như vậy. Các hóa thạch biển, đầm lầy, và cửa sông từ các thềm này có tầm quan trọng cổ sinh học đáng kể.