De diepere ondergrond van Fivelingo is gevormd in het Pleistoceen. Een smalle keileemrug slingert zich vanuit de omgeving van Siddeburen via Opmeeden, Schaapbulten en Ideweer in de richting van Heveskes. Ook Meedhuizen ligt op een dekzandkop.

Ten gevolge van de stijging van de zeespiegel verschoof de veengordel landinwaarts. Het dalsysteem van de Fivel raakte vanaf 6000 v.Chr. overstroomd en bedekt met dikke lagen basisveen, klei en kwelderzand. Toen de zeespiegelstijging vanaf ongeveer 2500 v.Chr. tijdelijk stagneerde, slibden de oude getijdenbekkens dicht en breidden de kwelder- en veengebieden zich uit over de voormalige wadafzettingen. De hoogste kwelders raakten bedekt met dikke lagen veen dat vervolgens weer werd overspoeld door de zee. Het grovere sediment vormde hogere, zavelige ruggen aan de randen van de kwelders, meest 1 à 2 meter boven NAP gelegen; de fijnere kleideeltjes sloegen neer in de vorm van taaie knipklei die het kwelderbekken bedekte. Dat gebeurde bijvoorbeeld in de omgeving van Jukwerd, Krewerd en Marsum.

De veenmeertjes of meerstallen aan de zuidkant van het gebied (Hoeksmeer, Woldmeer, de Opwierder Meren, Meedhuizermeer, Kleine Meer en Proostmeer) vormen vermoedelijk het restant van grotere veengebieden, die voor het grootste deel bedekt raakten met klei. Toen het veen later verteerde, ontstonden hier waterplasjes die in de negentiende eeuw werden drooggelegd. Hoeksmeer is nu een waardevol natuurgebied.

De standwallen langs de waddenkust bij Uithuizen breidden zich vanaf het begin van de jaartelling steeds verder naar het oosten uit. In de luwte daarvan vormden zich nieuwe kwelders, die de Fivelmonding geleidelijk afsloten. Er ontstonden meerdere kwelderwallen achter elkaar, waarop de belangrijkste wierdedorpen verrezen. Naarmate de Fivelboezem verlandde en de monding van de Fivel verder zeewaarts verschoof, werd het achterland drassiger en breidde het veen zich opnieuw uit. Ten oosten van Delfzijl gebeurde het omgekeerde: de Eems verlegde zijn loop naar het zuiden, waardoor de zee door de oeverwal brak en het achterliggende veengebied met een laag kalkarme Eemsklei bedekte.

Vroegste bewoning

Vondsten van rondtrekkende jagers en verzamelaars kennen we alleen uit het achterliggende zandgebied. Eventuele bewoningssporen worden bedekt door dikke lagen sediment.

De eerste permanente bewoners vestigden zich op de hoogste plekken in het landschap. Dit waren landbouwers die behoorden tot de Trechterbekercultuur (3400-2800 v.Chr.). Op de uitlopers van een keileemrug bij Heveskesklooster werden in 1982 twee stenen grafkamers (een hunebed en een steenkist) gevonden, verborgen onder enkele meters veen en klei. Toen de zeespiegel verder steeg, raakte het gebied overwoekerd door het veen; omstreeks 2200 v.Chr. trokken de laatste bewoners weg. Het hunebed is nu te zien in het Muzeeaquarium te Delfzijl; de steenkist bevindt zich in het Hunebeddencentrum te Borger.

Pas toen de kwelders vanaf de zesde eeuw v.Chr. hoger opgeslibd raakten, konden zich hier weer mensen vestigen. De eerste bewoning was seizoensgebonden. Boeren uit de Drentse zandgebieden trokken ‘s zomers naar de kust om hun vee te laten grazen. Nieuwkomers uit het Duitse kustgebied brachten vermoedelijk als eerste de hoogste kwelderwallen in cultuur. Hun voorbeeld werd al snel opgevolgd. De woonplaatsen werden geleidelijk opgehoogd met mest, graszoden en afval; de afzonderlijke huispodia groeiden op den duur aaneen. Zo ontstonden de wierden of terpen. De oudste daarvan dateren uit de vierde eeuw v.Chr. Sommige nederzettingen werden weer verlaten toen de zeespiegel steeg, andere werden stap.sgewijs verder verhoogd, dikwijls tot drie à vier meter boven het maaiveld. De oudste vondsten stammen uit de wierden van Eenum, Eenumerhoogte en Farmsum. De wierde van Wierhuizen bij Jukwerd is de eerste die systematisch door archeologen werd onderzocht. Dat gebeurde in 1917 en 1918 door professor Van Giffen. Rond het begin van de jaartelling was het hele gebied dicht bevolkt.

Omstreeks de vierde eeuw na Chr. verslechterde de situatie door oorlogen en stormvloeden. De zee werd actiever, het achterland moerassiger en veel nederzettingen werden verlaten. Twee eeuwen later groeide de bevolking weer en er werden nieuwe dorpen gesticht op de jongere kwelderwallen. De vorm van de nederzetting was vermoedelijk mede afhankelijk van de gesteldheid van het terrein en de beschikbare ruimte. Verschillende nederzettingsvormen ontstonden naast elkaar: ronde wierdedorpen met een radiale verkaveling op de oudere kwelderwallen en getijdenvlakten, elders rechthoekige dorpen met een regelmatige blokverkaveling, zoals Bierum, Loppersum en Stedum. Deze dorpsgebieden werden van elkaar gescheiden door bochtige kreken en getijdenstromen. Op de oevers werden langgerekte handelsnederzettingen gesticht, die kennelijk een centrumfunctie hadden, zoals Loppersum, Stedum, Holwierde-Katmis en Farmsum. Vrijwel alle dorpen lagen aan het water, zodat men gemakkelijk de zee kon bereiken. Een aantal van deze oude waterlopen of maren is nog voorhanden. De zuidelijkste wierdedorpen zijn Woltersum en Wittewierum in het stroomdal van de Fivel.

Ronde dorpen als Westeremden, Leermens, Godlinze, Spijk, Marsum en Weiwerd kenmerken zich vaak door een rondweg of ossengang, waarlangs de belangrijkste boerderijen waren gesitueerd – de achtergevel gericht naar de achterliggende landerijen, het woonhuis hoog op de wierde. Een mooi voorbeeld vormt Biessum bij Delfzijl, dat met het omliggende dorpsgebied gedeeltelijk voor ruilverkavelingen is gespaard. De kerk staat gewoonlijk in het midden. Zoetwatervijvers of dobben zorgden voor blus- en drinkwater, dat in het kustgebied vaak schaars was. Ook bevond zich hier dikwijls een bron, gevoed met grondwater dat door de bodemdruk werd opgestuwd. De dobben van Nijenklooster (bij Krewerd) en Feldwerd (bij Holwierde) en de ringvormige gracht rond de kerk van Spijk zijn nog aanwezig.

Rond de wierden en op de oeverwallen bevonden verder zich verhoogde akkercomplexen of valgen, soms met een esachtige verkaveling. Sporen daarvan zijn te vinden in Leermens (Valweg), Biessum en Marsum. De valgen van Weiwerd en Heveskes zijn verdwenen onder opgespoten industriezand. In het buitengebied overwoog een blokverkaveling: onregelmatig op de oude getijdenvlakten, regelmatig op de hogere kwelderwallen. In het gebied ten noordwesten van Delfzijl zijn delen van deze oude verkaveling bewaard gebleven.

De ontginning van het achterland (800-1000)

Omstreeks de achtste of negende eeuw begonnen de kustbewoners met de ontginning van de lage klei-op-veengronden het achterland. Aan de rand van het ontginningsgebied ontstonden nieuwe satelietdorpen als Laskwerd, Amsweer, Geefsweer, Heveskesklooster, Oterdumerwarven en Lalleweer. Vanuit de oude wierdedorpen werden parallelle ontwateringssloten landinwaarts gegraven, vergezeld van kilometerslange lanen. Daardoor ontstond een typerende rechthoekige medenverkaveling met een laddervormige structuur (‘blok-stroken’), die stapsgewijs werd uitgebouwd. De blauwgraslanden werden gemeenschappelijk gebruikt als hooiland. Deze hooilanden stonden bekend als meden of mieden (afgeleid van maaien). Iedere boerderij had recht op een aantal vrachten hooi; iedere dorpsgenoot mocht in het voor- en naseizoen een bepaald aantal koeien of schapen laten grazen. Pas veel later heeft men de ontginningsstroken onderverdeeld met dwarsslootjes. De afzonderlijke belanghebbenden kregen toen in elk ontginningsblok een aandeel, waardoor een lappendeken van eigenaren ontstond. Boeren uit de wierdedorpen beschikten over percelen hooiland die soms kilometers ver weg lagen.

De meanders, geulen en uiterwaarden van de Fivel tussen Winneweer en Westeremden zijn nog goed in het landschap herkenbaar. De riviermonding begon echter al ver voor het jaar 1000 dicht te slibben, terwijl de wateraanvoer stokte. Het veenwater hoopte zich op langs de nieuw ontgonnen randvenen, waardoor dit gebied geregeld overstroomde. Vroegtijdig begon men daarom met het graven van afwateringskanalen. Een van de oudste weteringen liep vermoedelijk vanaf het Hoeksmeer naar de omgeving van Appingedam, waar hij uitmondde in de Groote Heekt, een getijdenkanaal waarvan de loop eveneens door mensenhanden lijkt te zijn gemaakt. De Heekt (de naam betekent ‘hoek’) vormde tevens de grens tussen de oostelijke en de westelijke helft van Fivelingo, die samenvielen met de decanaten Loppersum en Farmsum.

Damsterdiep (1000-1200)

Vermoedelijk tegen het einde van de tiende eeuw werd een nieuw getijdenkanaal gegraven, de Delf of het Damsterdiep, die het water van de Fivel in de richting van Delfzijl leidde. De uitschurende werking van eb en vloed zorgde voor het bochtige verloop van dit kanaal. De Delf stond waarschijnlijk in verbinding met een tweede getijdenkanaal - de Deel of Delt bij Onderdendam en Winsum. Door middel van grondboringen langs de Delleweg kon het bestaan van deze verbinding in 1944 worden aangetoond. Zijstromen als Vismaar, Oude Wijmers, Katerhalstermaar en Garreweerstermaar zorgden voor de ontwatering van het achterland.

De eerste zeedijken dateren uit de elfde eeuw. Aanvankelijk was er wellicht sprake van ringdijkjes, die afzonderlijke delen van het gebied tegen hoogwater beschermden. In de loop van de twaalfde eeuw ontstond een aaneengesloten zeedijk met kokersluizen of zijlen voor de ontwatering. Ook oevers van de Delf werd bedijkt; de aanpalende dorpen loosden hun water voortaan via zijlen en duikers op de Delf, die nog altijd in open verbinding met zee stond. De kleinere zijltjes langs de kust kwamen op den duur te vervallen. Omstreeks 1300 werd de monding van de Delf tenslotte afgesloten met drie parallelle sluizen te Delfzijl. Twee daarvan werden bekostigd door de inwoners van Duurswold (Scharmer- en Slochterzijlvest), de derde door dorpen langs het Damsterdiep (Dorpsterzijlvest). Dit Generale Zijlvest der Drie Delfzijlen stond onder leiding van de abt van het klooster Wittewierum. Het Damsterdiep werd in 1424 doorgetrokken naar Groningen, waardoor dit kanaal ook het oppervlaktewater uit de laaggelegen stadshamrikken kon afvoeren.

Het Damsterdiep werd al snel een belangrijke handelsroute van de hele streek. Langs het kanaal ontstond de Stadsweg, een modderige verkeersweg die Groningen met Oost-Friesland verbond. Deze weg diende ook voor veetransporten die vanaf Rysum per schip naar Oterdum werden overgezet. Bij Winneweer is de oude Stadsweg nog intact. Verderop volgt de weg sinds 1424 een nieuw tracé langs Ten Boer en Garmerwolde.
Het kanaaldorp Garrelsweer is ontstaan in de elfde eeuw als handelsplaats langs het Damsterdiep. Het werd al snel overvleugeld door Appingedam, dat in 1327 stadsrechten kreeg. Deze plaats was strategisch gelegen op een kruising van weg- en waterwegen. Vanaf de zestiende eeuw ondervond Appingedam steeds meer concurrentie van de nieuwe vesting Delfzijl en het naburige dorp Farmsum, die verbinding hadden met open zee. Toch bleef het stadje tot in de negentiende eeuw het belangrijkste centrum van Fivelingo.

Dijken in de Fivelboezem (1200-1500)

De bedijking van de Fivelboezem begon in de twaalfde eeuw. De verstopte riviermonding werd afgedamd bij Westeremden. Ook de dorpen Zeerijp en Garsthuizen (dat aanvankelijk op een eiland lag) werden in de dijklinie opgenomen. Als scheiding met het buurgewest Hunsingo diende voortaan een nieuwe watering, het Maarvliet. Nieuwe kloosters als Wittewierum en Feldwerd speelden een belangrijke rol bij het voltooien van de bedijking. Soms was het terrein waarop de sluis werd aangelegd hun eigendom. In de polders stichtten zij modelboerderijen als Westeremder-, Garsthuizer- en Zandtstervoorwerk.

Door alle dijkbouwactiviteiten werd de Fivelboezem verengd tot een nauwe trechter, waarin de kwelderwallen vrijwel permanent droog kwamen te liggen. Een voorbeeld is de omgeving van de boerderij ‘Zandtstervoorwerk’, die aanvankelijk als een eilandje boven de zeeboezemvlakte uitstak. Omstreeks 1200 werden hier tientallen kleine wierden van een tot twee meter hoogte opgeworpen. De meeste van deze groene wierden of pollen werden waarschijnlijk bewoond, maar een aantal zal uitsluitend als toevluchtsplaats voor het vee hebben gediend.

De Korendijk van 1444 (bij Zijldijk) sloot de eerste bedijkingsfase af. Er onstond een nieuw polderlandschap met een grootschalige, regelmatige blokverkaveling, dijk- en wegdorpen, rechte kanalen en verspreide boerderijen op huiswierden. De lichte zavelgrond was uitstekend geschikt voor akkerbouw, in tegenstelling tot de zwaardere kleigronden van het oude wierdengebied. Zeerijp en ‘t Zandt liggen beide op een kwelderwal. De dorpskern van Zeerijp wordt gevormd door een snoer van afzonderlijke huiswierden; ‘t Zandt lag oorspronkelijk op een langgerekte wierde langs de dijk, maar ontwikkelde zich in de zeventiende en achttiend eeuw tot een kruiswegdorp. Zijldijk is eveneens een dijkdorp, ontstaan bij een scheepvaartsluis uit 1317. De volgende bedijkingsfase begon pas in 1718. Een groot deel van het buitengebied bleef onbewoond, met uitzondering van een aantal huiswierden op de buitenste kwelderwal – dit zijn de gehuchten Tweehuizen, Vierhuizen en Dekkershuizen. Het kerkdorp Watum (Hoogwatum bij Bierum) is in de zestiende eeuw door kustafslag verdwenen.

De verlanding van de Fivelboezem leidde ook hier tot ontwateringsproblemen. Het westelijke deel kreeg daarom in 1458 toegelaten tot het Winsumerzijlvest; het oostelijke deel werd zes jaar later bij het afwateringsgebied van de Drie Delfzijlen gevoegd. De scheepvaartsluis bij Oosternieland kwam te vervallen. Kaarsrechte kanalen voerden het water uit de polders via het Oosterwijtwerdermaar naar het Damsterdiep.

De bedijking van de kwelders en de ontginning van het achterland brachten veel welvaart. Fivelingo gold al in de elfde eeuw als een van de rijkste streken van het Friese kustgebied. De grote wierdedorpen en de vele romanogotische kerken getuigen daarvan.

Nieuwe Tijd (1500-1800)

Het middeleeuwse landschap van wierden en dijken bleef in de latere eeuwen vrijwel onveranderd. De boerderijen werden vernieuwd en de dorpen groeiden gestaag. Langs het Damsterdiep vestigden zich steenfabrieken, industriemolens, scheepswerven en kalkbranderijen. In het laaggelegen medengebied kregen de boeren steeds vaker te maken met wateroverlast.

Veel schade door ontstond door stormvloeden in de jaren 1570, 1686 en 1717. De laatste vloed gaf aanleiding tot het bedijken van de buitendijkse kwelders bij Spijk, waardoor een twintigtal grote huiswierden in de Polder Vierburen binnen de zeedijk kwam te liggen.

Een nieuw element vormden de buitenplaatsen van de adel en de rijke burgerij. De middeleeuwse borgen werden in de zestiende en zeventiende eeuw uitgebouwd tot herenhuizen, die het aanzien kregen van kleine paleisjes temidden van een uitgestrekt park met singels en waterpartijen. Ook de pachters van grote boerenplaatsen als ‘De Volle Hand’, ‘De Storck’, ‘De Zeem’, ‘Het Sprikkenest’, ‘Ozingeweer’, ‘Ter Horn’, ‘Lissebon’ en ‘Zandtstervoorwerk’ bliezen hun partijtje mee. Hun deftige boerderijen, meestal voorzien van grachten en singels, waren met veertig tot zeventig hectare aanmerkelijk groter dan het gemiddelde.

Moderne Tijd (1800-1950)

Vanaf de tweede helft van de achttiende eeuw stegen de graanprijzen. Daardoor breidde de akkerbouw zich steeds verder uit ten koste van de veeteelt. De boerderijen werden groter en deftiger; de dorpen barstten uit hun voegen vanwege het groeiende aantal arbeiders dat in de landbouw nodig was. Langs de kust ontstonden nieuwe polders, terwijl het waterpeil werd verlaagd.

Dat alles had grote gevolgen voor het landschap. Rond 1800 stonden de landerijen ten zuiden van het Damsterdiep ‘s winters nog grotendeels onder water. Het gebied bestond meest uit schraal hooiland vol russen, hier en daar afgewisseld met een veldje haver. De sloten waren tot de rand gevuld; voor het vervoer was men aangewezen op kleine schuitjes. Door het uitdiepen van kanalen, het aanleggen van hogere kadedijken en de bouw van grote poldermolens, zoals ‘De Meervogel’ bij het Hoeksmeer in 1801, veranderde dat spectaculair. De verslempte bodem werd vruchtbaar dankzij de kalkrijke woelklei die men uit de ondergrond opdiepte. Kleine boerderijen werden samengevoegd en de overgebleven boeren haalden hun achterstand ten opzichte van hun collega’s uit de kuststreek razendsnel in.

Maar ook op de vruchtbare gronden rond de Fivelboezem bleef alles niet bij het oude. Rond 1800 werd hier ongeveer de helft van het land geploegd, tegen het einde van de negentiende eeuw bestond nog slechts een tiende deel uit grasland. De velden werden beter ontwaterd, greppels vervangen door draineerbuizen, sloten en kanalen uitgediept. De waterstand kon verder worden verlaagd dankzij de aanleg van het Eemskanaal in de jaren 1866 tot 1876. Duurswold kreeg voortaan een eigen afwateringssluis bij Farmsum. Het waterschap Fivelingo, opgericht in 1872, bekommerde zich nu om het Damsterdiep. Als eerste wapenfeit liet men het zomerpeil zakken tot ruim één meter beneden NAP. Na de Tweede Wereldoorlog verlaagde men het zomerpeil nog verder tot –1.20 meter (’s winters  –1.33 meter).

Tientallen wierden werden tussen 1840 en 1940 geheel of gedeeltelijk vergraven. De humusrijke wierdegrond was een uitmuntende meststof die veel geld opbracht. Met schepen werd het zwarte goud naar de Woldstreek en Noord-Drenthe vervoerd. Vrijwel geen enkele wierde bleef ongemoeid. Grotere dorpswierden als Arwerd, Eenum, Eenumerhoogte, Farmsum, Jukwerd, Leermens, Lellens, Losdorp, Marssum, Oosterwijtwerd, Opwierde, Westeremden, Wirdum en Wittewierum kwamen stuk voor stuk onder de schop; hele taartpunten werden weggesneden uit het landschap, resulterend in opvallende steilkanten. Op de afgegraven delen heeft men vaak een ijsbaan aangelegd. Onbewoonde wierden als Eekwerd, Enzelens, Merum, Nijenhuis en Siuksum (rond Loppersum), Huisburen en Oldersum (bij Ten Post), Eelwerd en Tuikwerd (bij Appingedam) verdwenen van de kaart. Bij de afgraving van Wierhuizen bij Appingedam vond onder leiding van professor A.E. van Giffen in 1917 en 1918 de eerste moderne archeologische opgraving in Noord-Nederland plaats.

Net als elders op de klei groeiden de sociale tegenstellingen. De villaboerderijen van de meest succesvolle boeren stonden in scherp contrast met de landarbeidershuisjes in achterafstraatjes. De meeste dorpen ademen de geest van de negentiende eeuw. De dorpskernen bestaan grotendeels uit voormalige winkels, herbergen en werkplaatsen uit de tijd rond 1900, met boerenrentenierswoningen aan de rand. De nijverheid was nauw verbonden met de landbouw: melkfabriekjes, vlasverwerking, mechanisatiebedrijven en een enkele strokartonfabriek (Appingedam). Loppersum werd tot omstreeks 1960 omringd door een tuinbouwgebied met bessentuinen; het dorp had een eigen veilinggebouw. Langs het Damsterdiep ontstonden in de negentiende eeuw nieuwe kanaaldorpen als Ten Post (met het gehucht Kröddeburen), Winneweer en Wirdumerdraai. Woltersum bloeide op door vestiging van arbeiders die het Eemskanaal aanlegden. Zijldijk vormde – met zijn doopsgezinde vermaning uit 1772 – een belangrijk centrum voor de boerenstand uit de regio.

Delfzijl ontwikkelde zich in de negentiende eeuw tot een belangrijke havenstad. De zeevaartschool dateert uit 1856. De aanleg van het Eemskanaal in de jaren 1866 tot 1876 leidde –  in combinatie met de spoorverbinding naar Groningen – tot een verdere ontwikkeling van de handelshaven. Tegelijkertijd werden de vestingwallen geslecht. In 1903 werd een nieuwe kade aangelegd, waardoor de stad in noordelijke richting uitgroeide. Delfzijl ondervond veel schade, doordat Duitse troepen zich hier in de bevrijdingsdagen van 1945 verschansten.