Panthalassa terbentuk dari perpecahan [[Pannotia]] pada awal-awal era [[Paleozoikum]]. Saat perpecahan Pannotia sekitar 550 juta tahun yang lalu, terdapat 3 Samudra utama dunia, yakni [[Samudra Pan - Afrika|Samudra Pan-Afrika]], [[Mirovia]], , dan Panthalassa. Mirovia sendiri sudah ada sejak keberadaan [[Rodinia]] sekitar 1.,1 miliar tahun yang lalu. Semasa Superbenua Rodinia antara 1.,1 miliar tahun hingga 750 juta tahun yang lalu, Mirovia mulai mengecil dan meluasnya Pan-Afrika hingga pembentukan Pannotia. Samudra Pan-Afrika menjadi Samudra yang dominan selama keberadaan Pannotia. Saat perpecahan Pannotia berlangsung, Samudra Panthalassa mulai meluas hingga mengecilnya Pan-Afrika dengan sisa - sisa Mirovia. Panthalassa meluas hingga manjadi sebuah [[Superlautan]]. Panthalassa menjadi [[Samudra]] utama hingga pembentukan Superbenua [[Pangea]] bersama dengan [[Samudra Paleo-Tethys]] dan [[Samudra Tethys|Neo-Tethys]]. Meski begitu, Panthalassa mengambil sebagianseluruh besarwilayah lautan dunia selama era [[Mesozoikum]].
