Gosið, sem skapaði Surtsey og fleiri eyjar, er meðal lengstu sögulegu gosa hérlendis. Þess varð fyrst vart snemma morguns 14. nóvember 1963 u.þ.b. 18 km suðvestan Heimaeyjar. Það hefur líklega hafizt nokkru fyrr á hafsbotni, á 130 metra dýpi. Mikið var um sprengigos vegna kælingar sjávar og 15. nóvember fór eyjan að myndast. Geysimikið magn gosefna barst til yfirborðsins og eyjan var orðin 174 m há í lok janúar 1964. Surtur yngri fór að myndast í byrjun febrúar sama ár og þar lauk gosi í lok apríl.
Neðansjávarhryggur, sem var kallaður Surtla myndaðist á tímabilinu 28.desember 1963 til 6. janúar 1964. Hraun fór að flæða úr vestari gíg Surtseyjar 4. apríl 1964. Það rann aðallega til suðurs og austurs og upp hlóðst allt að 100 m þykkur hraunskjöldur við gíginn. Þessu hraungosi lauk 17. maí 1965. Þá var eyjan orðin 2,4 km².
Vart varð goss 0,6 km austnorðaustan Surtseyjar í lok maí og 28. maí fór að örla fyrir Syrtlingi. Sprengigos héldu þar áfram til upphafs október sama ár. Þessi eyja var horfin 24. oktober 1965. Jólnir myndaðist 0,9 km suðvestan Surtseyjar á jólunum 1965. Síðasta goshrinan varð þar 10. ágúst 1966 og eyjan var horfin í lok oktober sama ár. Hraungos hófst að nýju í Surtsey 19. ágúst 1966. Þá gusu nýir gígar í eystri gjóskugígunum, Surti gamla. Hraunið flæddi til suðausturs og austurs fram í júníbyrjun 1967, þegar Surtseyjareldum lauk.
Í desember 1966 og fram í janúar 1967 gaus samtímis á fimm stöðum í eystri gjóskugígunum, en þar var lítið hraunrennsli. Gosið hafði tekið rúmlega þrjú og hálft ár, þegar því lauk og Surtsey var orðin 2,7 km². Heildarrúmmál gosefna varð 1,1 km³, 60-70% gjóska og 30-40% hraun. Vestmannaeyjar, nema norðurhluti Heimaeyjar, eru myndaðar á svipaðan hátt. Sjávar- og vindrof hafa minnkað Surtsey verulega, líklega niður fyrir 1 km².
Eyjan var lýst sérstakt verndarsvæði til þess að vísindamenn gætu fylgst með allri þróun þar, þ.m.t. landnámi gróðurs og annars lífs. Leyfi til landgöngu í Surtsey eru ekki auðfengin, en hægt er að komast í bátum frá Heimaey til að sigla umhverfis eyjuna. Árið 2003 var eyjan talin 1,4 ferkílómetrar og eftir u.þ.b. 150 ár verður lítið annað eftir en klettadrangur eða drangar með fuglabjörgum.
