Uluru zaczęło formować się ponad 550 milionów lat temu, kiedy piasek, wyniszczający z Gałęzi Petermana, wbudował się w grube pokłady. Około 50 milionów lat później osady te zostały skompresowane do piaskowca przez ciężar morza, które ostatecznie zniknęło. W ciągu kolejnych 100 milionów lat wydarzenia geologiczne spowodowały, że piaskowiec pochylił się o prawie 90 stopni, co spowodowało Uluru.
Ze względu na sposób, w jaki została uformowana, widoczna struktura Uluru jest tak naprawdę tylko wierzchołkiem ogromnej płyty z piaskowca. Uważa się, że cała formacja trwa od 3 do 4 mil pod ziemią. Wydaje się, że warstwy piaskowca biegną niemal pionowo z powodu wyporu, który przesuwał kamień. W ciągu milionów lat, które upłynęły od jego ukształtowania, skała nieustannie zwietrzała, tworząc grzbiety i żebra.
