Este activo volcán apareció a mediados del pleistoceno entre un millón y 200.000 años atrás sobre capas volcánicas aún más antiguas. El pequeño cerro Morurco o Guagua Cotopaxi que se encuentra un poco más al sur es el remanente del antiguo volcán Cotopaxi cuando este tenía una actividad más explosiva que la actual.

Ya a finales del Pleistoceno hasta la actualidad el Cotopaxi reanudó su actividad y construyó el actual cono. Desde hace 500 años, en tiempos históricos, se han contabilizado numerosas erupciones del Cotopaxi que han destruido los valles cercanos.