愛河的形成非常的晚，明清之際才有明顯的溪溝出現，成為一條自然河川，於此之前，愛河的本流與支流都在海底，和高雄港的海域結為一體，是一個大型的內陸淺海地區，面積約一百五十平分公里。
　　台灣島是在地質時間第三世紀後期與第四紀的洪積期，也就是現代沖積層時期上升的，隨後打狗山與半屏山形成高位珊瑚礁的小山，時間約四十餘萬年前，高位珊瑚礁的內陸淺海，就誕生了愛河，這個年輕貌美的小姑娘，如前所言，此時的河溝並不明顯，因為造山運動所致的地層不斷上升，海岸線也不斷退後，再加上沿海地區的淤積作用，低窪地區的河溝終德顯現，溪溝的兩邊，是沼澤、泥灘、鹽湖、與分流交錯存在，這時，前鎮河與後勁溪也同時形成，高雄的三山與三河正市躍上舞台。
　　愛河從淺海變為窪地、沼澤，河道慢慢浮現。形成之初河道縱橫交錯，埤塘密布。十七世紀荷蘭人繪製的海圖上已出現愛河河道，但未有名稱。 清朝時期，先民以「港」稱呼愛河的河段。愛河從上游到下游的港名依序是船仔頭港、田尾港、龍水港、鹽埕港。船仔頭港大約在今文藻語專到明誠橋一帶。田尾港大約在今明誠橋附近到三民一號公園的博愛橋之間。龍水港大約在今治平橋到建國橋之間。鹽埕港則是建國橋以南的河域。
　　日據初期，愛河仍未有統一的名稱。1920年打狗(高雄舊名)更名為高雄，1924年升格為高雄市，之後，稱愛河為「高雄川」。當時因修築高雄港，而疏濬愛河成寬73至128公尺，深3.6公尺的航道，作為工業運輸之用，因此，又稱「高雄運河」。鐵道部在今建國橋北側的鐵路鐵橋邊立有「高雄川」的鐵牌。1995年市政府拆除該鐵橋，「高雄川」鐵牌隨之消失。