下午六點九分（台灣時間五點九分）發生的地震，震源地介於北海道東南方及岩手縣之間的三陸海域，震源深度約十公里，規模推算約六．八。青森縣的八戶市及北海道的釧路町觀測到四級的震度，連東京地區居民都能感受到搖晃。
日本氣象廳隨後向北海道太平洋沿岸東部和中部、青森縣太平洋沿岸和岩手縣發出海嘯警報，並對部分地區發出避難勸導，讓居民驚慌不已，不過，截至晚間七點四十分海嘯警報全面解除前，氣象廳僅在北海道襟裳町及青森縣八戶市等地觀測到十至二十公分高的海嘯。
另外，在東北地區海嘯警報解除後不久，日本晚間九點五分，東京相鄰的千葉縣東北方海域也發生規模六．一的地震。這起地震雖無海嘯之虞，卻讓整個關東地區震感強烈，東京都也感受到三級的震度。
據氣象廳十日公布資料顯示，三一一大震後一年來全國震度一級以上的地震共一萬多次，其中東北大地震的餘震佔七千多次。未來還有可能發生震度五級以上的餘震。