Cutremurul a provocat valuri tsunami ale Pacificului de până la zece metri în înălţime. Ca urmare a cutremurului, NASA a calculat că ziua s-a scurtat cu 1,8 microsecunde din cauza rotaţiei accelerate a Pământului. Tot datorită cutremurului s-a calculat că Japonia s-a deplasat cu 2,4 m faţă de poziţia anterioară cutremurului

Cutremurul de 9 grade pe scara Richter a durat cca 6 minute şi a fost urmat de o serie de replici de magnitudine mare (7,2 Mw, 6 Mw, 7 Mw, 7,4 Mw, 7,2 Mw, 4,5 Mw, 7,9 Mw şi alte valori) şi de un tsunami de mare amploare.