Отложения кембрия и ордовика практически не сохранились в регионе: они были размыты в следующем периоде – силуре (440-417 млн. лет назад), когда море отсюда ушло. В то время Восточно-Европейская платформа заняла приэкваториальное положение и вплотную приблизилась к другому континенту – Лаврентии.
В девоне (417–354 млн. лет назад) они столкнулись, образовав единый континент – Еврамерику. На их границе возникла огромная горная система. Фундамент платформы снова начал прогибаться, и в Подмосковье хлынули воды Уральского океана. Климат тогда был жарким. Здесь в девонских отложениях находят остатки панцирных рыб и конодонтоносителей. В Московской области эти отложения на поверхность не выходят, но достигают огромных мощностей (до 900 м) и сложены песками, глинами, известняками и доломитами (осадочными карбонатными породами) с прослойками гипса и каменной соли: последняя здесь является основным полезным ископаемым девона.
В карбоне, или каменноугольном периоде (354–292 млн. лет назад), Восточно-Европейская платформа в составе Еврамерики переместилась в зону северных субтропиков. Огромная горная система, возникшая на предыдущем этапе геологической истории, тогда практически разрушилась и превратилась в цепь высоких холмов. С востока сюда приблизился континент Казахстания, а вслед за ним и Сибирский континент. Уральский океан сузился и теперь напоминал небольшой пролив. Почти вся платформа, за исключением наиболее выступающих её частей, была затоплена очень тёплым неглубоким Среднерусским морем. От исчезающего Уральского океана его отделяла цепь меридионально расположенных островов, впоследствии вошедших в состав Уральских гор.
Тёплое каменноугольное море было густонаселено: на дне обитали крупные фораминиферы фузулины (их известковые раковинки по форме и размерам напоминали рисовые зёрна), двустворчатые и брюхоногие моллюски, трилобиты, разнообразные иглокожие (морские ежи и морские лилии), брахиоподы, в том числе огромные гигантопродуктусы, чьи раковины были покрыты длинными иглами. В толще воды плавали головоногие моллюски с прямыми и завитыми многокамерными раковинами (родственники современных наутилусов), крупные акулы, кистепёрыеи первые костистые рыбы – палеониски. Возвышались рифы, построенные разнообразными кораллами и мшанками. Климат был влажным, поэтому по берегам этого моря росли леса из гигантских лепидодендронов (родственников современных плаунов), древовидных