Brabrand Sø ligger i Aarhus Ådal, som er en øst-vestgående tunneldal, dannet under sidste istid. Efter isafsmeltningen for ca. 10.000 år siden var ådalen en brakvandsfjord med forbindelse til Aarhus Bugt. Efterfølgende landhævning og aflejringer fik brakvandsområdet til at trække sig tilbage – søen blev dannet. Tidligere var søen større end i dag. For 200 år siden strakte den sig f.eks. ca 1 km længere vestpå. Vandstandssænkninger og aflejring af materiale har efterhånden reduceret søens areal til de nuværende 154 ha.