La moyenne Garonne, entre Toulouse et la confluence du Tarn, correspond à la zone d'élargissement de la basse plaine alluviale inondable, jusqu'à plus de 4 km. Peu de travaux ont été menés sur l'architecture sédimentaire et la chronologie de la mise en place de cette unité géomorphologique. Dans ce travail, nous montrons que l'édification de la plaine en aval de Toulouse s'est effectuée en deux temps. Tout d'abord, une phase d'apports sédimentaires réduits, correspondant aux " limons jaunes ", dont la mise en place s'effectue durant la phase alluviale pléniglaciaire entre 16 000 ans cal. BP et au plus tard 8 900 ans cal. BP. Cet épisode est encore très mal documenté. Une phase d'incision majeure remanie et érode les limons jaunes entre 8 900 et 5 000-4 500 ans cal. BP. Cet épisode pourrait être contrôlé par le climat et la biostabilisation de la plaine en réponse à la reconquête par la chênaie mixte. Les accumulations de charbons alluviaux vers 4 400 ans cal. BP pourraient signer les premiers impacts anthropiques majeurs sur la plaine, en relation avec les sites de Fontréal et Cassagna. Ces impacts anthropiques pourraient avoir favorisé la reprise de l'alluvionnement notamment sur l'effluent Hers-Girou à la confluence avec la Garonne. Après 4 000 ans cal. BP, trois phases de mise en place des limons bruns de couverture sont identifiées vers 3 700-3 400 ans cal. BP, 2 500-2 000 BP et entre la fin du Moyen Âge et de la période Moderne.