Środkowym odcinkom rzeki udało się całkowicie uniknąć zlodowacenia, więc zachowały się tam jedne z najstarszych nieprzekształconych obszarów w Kanadzie.
Chociaż rzeka uniknęła działania potężnych sił szorujących lodowców, środkowy jej odcinek nie był całkowicie nienaruszony. Lądolód Laurentide zablokował ujście rzeki i jej dolina napełniła się wodą, tworząc dwukrotnie wielkie jezioro lodowcowe Nahanni i raz małe jezioro Tetcella. Miało to znaczący wpływ na najbardziej znany obiekt na rzece czyli wodospad Wirginii.
Obecny bieg Nahanni był pierwotnie zablokowany przez grzędę pobliskiej góry Sunblood. W okresie glacjału Illinoian (352–132 tys. lat temu), lodowiec zniszczył grzędę i rzeka przyjęła swój obecny bieg, wcinając się w teren i tworząc Fourth Canyon. W okresie ostatniego zlodowacenia dolina była zalana wodami Glacial Lake Nahanni, a ogromne ilości osadów z wód lodowcowych wypełniły po raz kolejny dolinę, przemieszczając wodospad do jego obecnego położenia.