Kajaaninjoki muotoutui suunnilleen samoihin aikoihin kuin Oulujärvikin. Siitä muodostui Kainuun itäisten vesialueiden Sotkamon reittiin kuuluvien järvenselkien lasku-uoma. Sitä kautta Ylämaiden vesimassat pääsivät virtaamaan lyhyintä reittiä alapuoliseen Oulujärveen. Ilmeisesti noihin aikoihin ylä- ja alapuolisten vesistöjen korkeusero oli huomattavasti suurempi, jopa kymmeniä metrejä ja virta sen vuoksi paljon vuolaampi kuin nykyisin.