Wie vielleicht zu erwarten war ist die Entstehung des Jökulsárlón auf die Klimaerwärmung zurückzuführen. Durch das Schmelzen einiger der unzähligen Gletscherzungen des Vatnajökull, dem mit 8.100 km² größten Gletscher Islands, bildeten sich am tiefergelegenen Südrand einige Seen, zu denen sich auch der Jökulsárlón zählt. Die Entstehung wird auf den Zeitraum von 1940 bis 1950 geschätzt und das Jahr 1948 als genauere Datierung genannt. Das Ausmaß der Anteilnahme, die die globale Erwärmung an der Entstehung des Jökulsarlon hatte, wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass der 1975 noch etwa 7,9 km² große See heute mehr als doppelt so groß ist.

Trotz dieser beeindruckenden Expansion macht das Wasser, das der See führt, nur einen kleinen Teil der gesamten Eisschmelze des Vatnajökull aus. Der vor etwa 2500 Jahren entstandene Gletscher, der sich in der Zeit der sogenannten Kleinen Eiszeit, die vom 15. Jahrhundert bis etwa 1890 in Island andauerte, noch weiter vergrößerte, verlor seit dem Ende des 19. Jahrhunderts etwa 10% seines gesamten Eisvolumens, was einen Beitrag von einem Milimeter zum Anstieg des Meeresspiegels zur Folge hatte.