Hai 380 millóns de anos produciuse a elevación de gran parte dos terreos que conforman Galicia, durante a chamada Oroxénese Hercínica ou Varisca, un evento xeolóxico que afectou ás terras da actual costa leste norteamericana e o Norte de África, atravesando tamén Europa dende Galicia ata os Balcáns. Este levantamento do territorio debeuse á colisión entre os dous grandes continentes existentes na época, Gondwana e Laurasia, cuxa unión daría lugar ó macrocontinente Panxea a finais do Paleozoico (hai uns 280 millóns de anos); quedando separada soamente Siberia. Con esta compresión tectónica uníanse por primeira vez os terreos que logo se individualizarían como Península Ibérica. Algúns dos seus principais efectos visibles en Galicia son, xunto co pregamento da Serra do Courel, a acreción de Mondoñedo e da Serra da Capelada. En xeral, gran parte das rochas que atopamos na Mariña lucense formáronse durante este período, se ben o aspecto actual do perfil costeiro ‒coas súas praias, arcos, covas e furnas‒ débese á erosión mariña posterior, xa que durante o Carbonífero esta rexión aínda non estaba bañada polo océano (isto sucederá á partir da ruptura de Panxea hai uns 200 millóns de anos).
Segundo o Instituto Geológico y Minero de España (IGME), entre Fazouro, Foz e Burela atópanse numerosos lugares de interese xeolóxico internacional nos que apreciar os rexistros do Carbonífero inferior e medio (‒360/‒320 Millóns de anos); mentres que O Viso é un lugar idóneo para apreciar os efectos da «falla de Viveiro». Como consecuencia das friccións tectónicas deste período aumentará a actividade magmática no interior da terra, a cal dará lugar á formación de granitos, un dos materiais máis abundantes da construción e o paisaxe galego (Galicia é a principal rexión europea en produción de lousas e granitos). Os do Macizo de Guitiriz dátanse entre hai 323 e 293 millóns de anos. Outros recursos minerais orixinados durante a Oroxenia varisca e que aínda se explotan na actualidade (ou ata hai poucos anos) son os mármores de Galgao-Sasdónigas (Mondoñedo), os mananciais de auga mineral Fontecelta (Sarria) e Fonxesta (O Corgo / Láncara) e os mananciais termais de Lugo. Polo demais, aínda que durante o Carbonífero e principios do Pérmico se diversifican as especies mariñas e terrestres ‒aparecen grandes árbores primitivas, os primeiros vertebrados, insectos e réptiles de diverso tipo, etc.‒, acadándose os niveis máis altos de osíxeno, a maior parte da vida da terra extinguirase a finais do Pérmico, hai uns 250 millóns de anos.