2011年10月の三重県によるM9連動地震の想定では、津波は熊野市二木島で高さ19mとなり、防潮堤が機能すれば130km²が高さ2mで浸水、防潮堤が機能しない場合319km²が浸水する。防潮堤点検結果によると、空洞化している部分が少なくとも138カ所あるため対策が急がれている。震源が近く初期微動時間が少ない熊野市・尾鷲市・紀宝町などでは、地震から津波の到達まで3-4分しかなく、避難時間確保のためにも防潮堤の復旧が大事である。2011年12月の徳島県の報告によると、浸水面積は従来の想定の73km²から159km²と2倍以上に拡大し、美波町阿部漁港奥の20.2mをはじめとして海陽町宍喰海岸で19mなど最大津波高も高くなった。内陸部の徳島市富田地区（高さ1-2m）や北島町などが新しく津波浸水地域に指定された。20cmの津波の到達時間は、牟岐町牟岐漁港湾口で3分、徳島市のマリンピア沖洲東端で32分とされ、最大の高さの津波が来る時間は30分から90分後とした。2012年5月の高知県の報告によると、黒潮町34.4m（佐賀支所の浸水14.5m、高知市14.7m（市役所の浸水1.5m、浸水域東西20km・南北10km、最大浸水4m）の津波が予想された。高知空港全域も浸水し、最大7.5mになるという。2012年1月発表の東京大学総合防災情報研究センターの古村孝志らの計算では、津波の最大の高さは土佐湾で20m、三重県周辺で15m、愛知県・静岡県周辺で10mとなった。2012年4月、関西大学の河田恵昭は、被害額は100-150兆円、災害救助法の適用は約700市町村に及ぶ「スーパー広域災害」になるという予測を発表した。同7月、河田は、想定される死者数が最大で40万人になるという試算を明かした。河田の見通しでは、自身が主査を務める内閣府の作業部会で公表が予定されている被害想定でも同規模の死者数となる。南海トラフ巨大地震で、震度6以上か3m以上の津波が想定される市町村の人口は約5,900万である（東日本大震災での被災者人口は750万人）。2018年3月、永松伸吾関西大学教授と宮崎毅九州大学准教授は、発生後5年間の国と自治体の復興費用を162兆円と見積もった。これは東日本大震災の32兆円や平成29年度の国の一般会計予算97兆円をはるかに上回る。
2001年6月の中央防災会議で「東南海、南海地震等に関する専門調査会」の設置が決定された。2003年9月の同調査会では、当時考えられた最大級の想定地震として「想定東海地震、東南海地震、南海地震の震源域が同時に破壊される場合」が仮定され、規模はMw 8.7、津波断層を含む規模はMw 8.8のものであった。
木曽川水系にて水力発電所を建設し運営していた大同電力を始めとし、全国各地に散在した電力会社を国家総力戦の名の下に1938年（昭和13年）の電力管理法施行によって強制的に合併させ誕生した日本発送電は、軍需産業への電力供給を強化するべく、木曽川の電源開発を継続して行っていた。戦争が激化していた1943年（昭和18年）、兼山（かねやま）ダム・三浦（みうれ）ダムと共に大規模な丸山ダムを伴う丸山発電所の建設を岐阜県加茂郡に計画し、これに着手した。しかし1944年（昭和19年）に戦争の激化に伴い事業は中止、終戦の日を迎えた。日本発送電が1948年（昭和23年）に連合国軍最高司令官総司令部 (GHQ) により過度経済力集中排除法の指定を受け1951年（昭和26年）の電力事業再編令により分割、民営化されたことを受け、丸山発電所建設事業は関西電力が継承し、再開された。当時、日本では各地で水害が相次いで発生していた。これを受けて内閣経済安定本部はダムの洪水調節機能により木曽川の治水を図る計画を1949年（昭和24年）に諮問機関である治水調査会で審議した。その結果、新規にダムを建設することに適した地点が少なく、かつ既設発電ダム（大井ダムなど）では洪水調節に必要な容量を確保できないことから、建設中の丸山ダムをかさ上げして洪水調節容量を付加することで対策を図ることになった。こうした丸山ダム改造を含め、同年木曽川水系の総合的な治水を図る木曽川水系流域計画が策定されたが、翌1950年（昭和25年）には国土総合開発法施行によって木曽川流域は木曽特定地域総合開発計画に指定された。河川総合開発事業を中心とした国土開発で日本経済の復興を図ろうとする時の第2次吉田内閣による政策であり、これを受け建設省（現・国土交通省）は木曽川総合開発の中心事業として丸山ダム建設事業に参加。関西電力に対し丸山ダムに洪水調節機能を付加するよう命じることを、事業を認可している岐阜県知事に指示し、かさ上げに必要な工費は国庫負担という形で関西電力に施工を委託した。丸山ダムの設計については海外技術顧問団 (OCI) の助言を仰ぎつつ、ダムの洪水調節機能を有効に図るよう考慮されている。ダム天端に設置する放流用の水門の数に関しても、当初は14門を計画していたが、のちに大型の水門を5門設置するよう変更された。工事に必要な資材を運搬する丸山水力専用鉄道の敷設や、ダム完成に伴い水没する上流の下立（おりたち）地区の集落32戸ならびに農地約24ヘクタールの行方など諸条件は整えられ、1952年（昭和27年）から本体工事に着手し、1955年（昭和30年）に完成した。同時期には丸山ダム下流で丸山発電所が運転を開始し、ダム湖右岸より水を取り入れ最大12万5,000キロワットの電力を発生。さらに1971年（昭和46年）には新丸山発電所（6万3,000キロワット）が新たに増設されている。2発電所の合計最大出力は18万8,000キロワットにものぼり、これは揚水発電を除いた一般水力発電所としては日本国内でも屈指の規模である。丸山ダムは現在、国土交通省中部地方整備局と関西電力とが共同で管理している。複数の事業者による共同管理河川施設としては河川法第17条の定める「兼用工作物」として管理規定等が分担されている。このため国土交通大臣が全てのダム管理を一貫して行う訳ではないことから、国土交通省直轄ダムではあるが特定多目的ダムには該当しない。