Phát triển ở khu vực Tây - Tây Bắc bao gồm hệ thống các đứt gãy khu vực và địa phương gồm cả đứt gãy thuận và nghịch. Đứt gãy thuận là đứt gãy cổ hình thành trước Kanozoi, móng bị dập vỡ làm xuất hiện hàng loạt các đứt gãy trongđó có kể như đứt gãy Sông Hồng, Sông Lô và đứt gãy Sông Chảy, đứt gãy Hưng Yên... Sau này vào pha hình thành và phát triển bể trầm tích Sông Hồng, các đứt gãy như đứt gãy Sông Chảy, đứt gãy Sông Lô lại tái hoạt động trong trường ứng xuất tách giãn, cường độ hoạt động của chúng rất mạnh có chiều dài và biên độ dịch chuyển lớn. Đứt gãy chờm nghịch được hình thành và phát triển chủ yếu trong pha nén ép Mioxen giữa. Hàng loạt đứt gãyđược sinh thành nhưng đáng lưu ý nhất là đứt gãy Vĩnh Ninh và Kiến Xương.Hệ thống đứt gãy này bao gồm cả đứt gãy khu vực và địa phương.
* Hệ thống đứt gãy khu vực: Là những đứt gãy lớn liên quan đến sự thành tạo và gắn liền với lịch sử phát triển của bể trầm tích:
- Đứt gãy Sông Hồng: Đứt gãy Sông Hồng là hệ đứt gãy sâu hình thành rất sớm (có thể Proterozoi? - Paleozoi?) và tái hoạt động nhiều lần, đặc biệt trong Kainozoi. Hệ đứt gãy này dài khoảng 350km, chiều sâu có thể đạt tới mặt mô hô, hướng cắm gần như thẳng đứng, có biên độ dịch chuyển thay đổi từ 1.000m đến vài ba nghìn mét.
- Đứt gãy Sông Chảy: Đứt gãy này bắt đầu từ Trung Quốc qua biên giới Việt - Trung theo thung lũng Sông Chảy đến Việt Trì vào đồng bằng châu thổ Sông Hồng rồi đổ ra biển. Đây là hệ đứt gãy dài khoảng 800km có thể sâu tới mặt mô hô, biên độ dịch chuyển trong thời kỳ Kainozoi đạt từ 1.000m đến 2.000m và có hướng cắm về phía Đông Bắc.
- Đứt gãy Sông Lô: Đứt gãy Sông Lô dài khoảng 600km phát triển từ biên giới Việt - Trung kéo xuống dọc theo thung lũng Sông Lô, men theo rìa Tây Nam của dãy núi TamĐảo ra đến phía Tây Bắc của lô 107 và nhập vào đứt gãy Vĩnh Ninh. Đây là đứt gãy đồng trầm tích có hướng cắm về phía Tây Nam, nằm ở khu vực đồng bằng thuộc khu vực Sông Hồng bao gồm nhiều đứt gãy bậc thang biên độ dịch chuyển tới 2.000m.
- Đứt gãy Vĩnh Ninh: Đứt gãy Vĩnh Ninh kéo dài từ Bắc Thành phố Việt Trì đến Tây Bắc lô 107 sau đó nhập với hệ đứt gãy Sông Lô tạo nên địa hào trung tâm của phần phía Tây Bắc bể Sông Hồng. Pha uốn nếp chính vào Mioxen trên tạo lên hàng loạt các cấu tạo lồi trong phạm vi của địa hào này. Chúng được xem là đối tượng tìm kiếm thăm dò dầu khí chính.
* Hệ thống đứt gãy địa phương: Chúng tạo với hệ thống đứt gãy khu vực góc gần 300 chúng là những đứt gãyđịa phương hình thành muộn và hầu hết là những đứt gãy thuận biên độ dịch chuy ển nhỏ như: đứt gãy Thái Bình, Kiến Xương, Tiên Lãng, Hưng Yên, Ninh Bình.