Отступление московского ледника происходило неравномерно; длительное время его край находился на широте городов Клин и Дмитров, где сформировалась мощная стадиальная морена (возраст 140-130 тыс. лет), образующая в рельефе Клинско-Дмитровскую гряду. С Московским оледенением также связаны флювиогляциальные отложения (представлены слоистыми песками с гравием, галькой, иногда валунами), образованные потоками талых ледниковых вод в период наступания и таяния ледников, и озёрно-ледниковые отложения (супеси, суглинки, глины, часто с ленточной слоистостью), накопленные в озёрах ледниковой области.
С новым потеплением климата московское оледенение быстро прекратилось. Произошло сильное поднятие Центральной части Русской платформы и сильное переуглубление речных долин. В долинах рек сформировались вторые террасы. Началась коренная перестройка гидрографической сети. Подмосковье было захвачено верховьями бассейна древней Камы. Образовалась современная огромная долина Волги. Подмосковье оказалось в бассейне Каспийского моря. Межледниковый век сменился новым, ледниковым – валдайским. Опять на территории Скандинавского полуострова образовался огромный ледниковый щит с мощностью льда около 4000 м. Снова потоки льда пересекли Балтийское море и вторглись на опускающуюся территорию европейской части СССР. Однако на этот раз льды уже не дошли до Подмосковья, а остановились на Валдайских горах. Поэтому оледенение получило наименование валдайского.
В Подмосковье в это время установился суровый субарктический климат, и на многие сотни километров протянулась тундра с карликовыми березами и полярной ивой. Но тундра не была безжизненной – мамонты и шерстистые носороги обитали в этой суровой обстановке. Скелеты их часто находят теперь в Подмосковье. На границе со льдами обитал человек. Во время последнего оледенения сформировались первые террасы в долинах рек. Климат постепенно улучшался, становился более тёплым. Наступила послеледниковая голоценовая эпоха. Мамонты и шерстистые носороги вымерли, тундровая обстановка сменилась лесной.
Вот как этот период описал А.В.Арциховский, автор знаменитой книги «Основные вопросы археологии Москвы» (1947): «В ледниковом периоде берега Москвы-реки ещё не были, по-видимому, заселены человеком, так что палеолита у нас может и не быть. Ледниковый щит третьей ледниковой эпохи плотно покрывал эти места, растительности не было, и людей тоже. Южная граница ледника четвёртой ледниковой эпохи проходила, хотя