Los análisis palinológicos realizados por expertos revelan que en el pleistoceno superior (hace 40.000 - 10.500 años), los valles del Dorado y del Calima Alto tenían una vegetación de bosque andino y subandino.
Desafortunadamente no hay suficiente información sobre el periodo 3.000-1.500 a. C. Hacia el 1.500 a. C. aparece en el alto Calima la primera sociedad agro-alfarera de la región vallecaucana, la cultura Ilama, que habitó a lo largo del río Calima, en la región donde hoy quedan las poblaciones de Darien y Restrepo.
Los Ilama tenían cierto grado de estratificación social liderados por los caciques (uno por aldea), e incluyendo chamanes, guerreros, agricultores, cazadores, alfareros y orfebres entre otros.
Los Yotoco eran igualmente una sociedad altamente estratificada y encabezada por los caciques (que mandaban sobre varias aldeas).
El Valle geográfico del río Cauca fue extensamente habitado por las sociedades tardías, las cuales aprovecharon la gran biodiversidad encontrada en las regiones del Valle, la cordillera y la Costa Pacífica.
Se da en este periodo la transición hacia la unificación bajo el mando de un cacique principal.
Fue él en 1907 quién mediante cartas personales empezó a gestar y promover la creación del nuevo departamento, pero como este pertenecía al departamento del Cauca, que se extendía desde Popayán hasta Cartago, fue catalogado como perturbador del orden y antipatriota por el entonces dictador General Rafael Reyes, Presidente de la República.
En virtud de esta ley el Valle volvía a pertenecer al departamento del Cauca, o Cauca Grande, y los vallecaucanos residentes en Bogotá iniciaron de inmediato gestiones para la creación del nuevo departamento.