この地震では、政府が東北地方沖で従来想定していたものとはかけ離れた規模の地震が発生した。そのため政府の地震調査委員会は、東海地震、東南海地震、南海地震などの海溝型地震の長期評価の見直しを行なった。2011年11月に、三陸沖から房総沖までの長期評価を見直したものを発表し、今回のような地震 (Mw8.4 - 9.0) が平均600年間隔で発生していると認定した。また、三陸沖から房総沖までの海溝寄りで、津波マグニチュード (Mt) 8.6 - 9.0（明治三陸地震並み）の津波地震が30年以内に発生する確率が約30%あるとした。
「東日本大震災」と命名された本地震による日本国内の被害は、地震そのものによる被害に加えて津波・火災・液状化現象・福島第一原子力発電所事故・大規模停電など多岐に渡り、1都9県が災害救助法の適用を受けた。警察庁発表による死者および届出があった行方不明者の数は合わせて1万8,434人で、津波被害を受けた東北地方の太平洋沿岸を中心に関東地方や北海道でも死傷者が出る事態となっている。この死者・行方不明者数は、明治以降の日本国内における地震被害としては、関東大震災の約10万5,000人、明治三陸地震の2万1,959人に次ぐもので、阪神・淡路大震災の6,437人を大きく上回り、太平洋戦争後最悪の自然災害となった。津波と原発事故の影響を連続して受けた福島県浜通りなどを中心に複合災害の状況を呈し、避難区域においては救助・捜索活動が中止される事態も発生した。
津波は太平洋を越え、チリのタルマワノ観測所では2 mの津波を観測した (NOAA)。その津波の反射波が日本に戻ってきて47 - 48時間後に30 - 60 cmの津波が、小名浜、尾鷲、串本の各検潮所で観測されたと見られる。
岩手県北部沖から宮城県北部沖のGPS波浪計では、潮位は最大波の数分前に小さく上昇し、その直後に高く鋭い波形が現れた。また女川町沖の波高計は15時16分に+5.77 mだったが、15時23分には-5.05 mとなり落差約11 mの引き波となっている。釜石沖に敷設された海底ケーブル式水圧計による海面変動の記録(TM1, TM2)でも、最初に海面が徐々に2 m程度上昇したのち、約11分後にパルス的な3 m程度の急上昇が見られた。プレート境界の比較的深い部分の断層破壊によってもたらされたのが最初の長く緩やかな海面上昇で、それに続く急激な高い津波は、海溝近くでの大規模な断層破壊によるものと考えられている。一方で、この二つの異なる波長の津波は異なる波源から生じたものとする推定があり、海底電位磁力計による観測結果から長波長の緩やかな海面上昇は宮城県沖の広範囲の断層滑りが原因であるのに対し、短波長のパルス波は震源から約100 km北東の海溝付近が波源と考えられ、この位置は明治三陸津波の波源域に近く、何らかの関連が示唆されるとしている。この、短波長の津波は震源から約150 km北東の日本海溝付近で発生した海底地滑りの可能性があり、これが津波を巨大化させた一因である可能性があるという。また、海洋研究開発機構が海溝軸まで及んだ地震断層と推定していたものは、海溝周辺の地形変形を検討した結果、地すべりの可能性があるとされる。
東京都世田谷区で生まれ、青森県弘前市から大阪府松原市と転々とする。1973年大阪市立工芸高等学校・木材工芸科（現インテリアデザイン科）に入学。1976年、大阪芸術大学デザイン学科入学を2年半で中退し、上京する。その後、俳優養成所に通っていた1980年に舞台『ヘアー』で俳優デビュー。その頃はバンド活動も行っており、翌1981年にシングル「川の流れを抱いて眠りたい」でレコードデビューする。俳優としては1983年にテレビドラマ『ふぞろいの林檎たち』で注目を集め、以降多くのテレビドラマや映画に出演する。1984年と1987年には日本アカデミー賞優秀主演男優賞を受賞した。1988年に三共が発売した栄養ドリンク「リゲイン」のCMにて、「24時間タタカエマスカ」というキャッチコピーと共に、初代CMキャラクターに起用される。最初のCMではそれほど注目されなかったものの、1989年に入り「牛若丸三郎太」というキャラクターに扮したことから人気が出始め、後にシングル化としてリリースされた『勇気のしるし』をCMで歌い、大ヒット曲となった。非常に子煩悩であることで知られる。1999年当時3児の父であった時任は、子供をのびのび育てたいと家族でニュージーランドに移住。その間、役者の仕事はほとんど入れずに、全ての時間を家族とのふれあいに使った。子供が大きくなり、子育てが一段落したことから2003年に帰国。浜田省吾の『I am a father』や、aikoの『三国駅』のプロモーションビデオでも父親役を演じている。また、長年大阪に在住していたこともあり、関西出身のタレント・芸人と共演する時は関西弁で話すこともある。俳優や歌手としての活動の傍らエッセイなども出し、2012年には稲吉紘実著の「絵のない絵本 この星が絵でうめつくされたら 朗読と音楽CD付」（フレーベル館）の朗読を行うなどの活動もある。身長188cmと長身。医者、パイロット、教授といった憧れられる職業の役が多くて若い女性からの人気が高い。佐々木希や佐藤ありさといったファンを公言している若い女性芸能人も少なくない。2016年、実娘が歌手のCanaとしてデビューしたことが明らかとなった。