O sismo provocou alertas de
tsunami e evacuações na linha costeira japonesa do
Pacífico e em pelo menos 20 países, incluindo toda a costa do Pacífico da
América do Norte e
América do Sul. Provocou também ondas de tsunami de mais de 10 m de altura, que atingiram o Japão e diversos outros países. No Japão, as ondas percorreram mais de 10 km de terra.
De acordo com as autoridades, houve mortes confirmadas e cerca de desaparecidos. O sismo causou danos substanciais ao Japão, incluindo a destruição de rodovias e linhas ferroviárias, assim como incêndios em várias regiões, e o rompimento de uma
barragem. Aproximadamente 4,4 milhões de habitantes no nordeste do Japão ficaram sem energia elétrica, e 1,4 milhão sem água. Muitos
geradores deixaram de funcionar e pelo menos dois
reatores nucleares foram danificados, o que levou à evacuação imediata das regiões atingidas enquanto um estado de emergência era estabelecido. A
Central Nuclear de Fukushima I sofreu uma explosão aproximadamente 24 horas depois do primeiro sismo, e apesar do colapso da contenção de concreto da construção, a integridade do núcleo interno não teria sido comprometida.