1970年、被害者らは食用油を製造したカネミ倉庫・PCBを製造した鐘淵化学工業（カネカ）・国の3者を相手取って賠償請求訴訟を起こした。1977年10月5日、福岡民事第一審判決で、原告がカネミ倉庫、鐘淵化学工業（カネカ）にほぼ全面勝訴する。二審では被害者側が国に勝訴し、約830人が仮払いの賠償金約27億円を受け取ったが、最高裁では逆転敗訴の可能性が強まったため、被害者側は訴えを取り下げた。この結果、被害者らには先に受け取った仮払いの賠償金の返還義務が生じることになったが、すでに生活費として使ってしまっていたケースも多く、返還に窮した被害者の中からは自殺者も出るに至った。なお、カネカは仮払い金の返還を請求する権利を有していたが、被害者らがカネカに責任がないことを認める代償として、仮払い金の返還請求権を行使しないという内容で和解に至った。提訴は、関係者の思惑から全国統一訴訟団と油症福岡訴訟団に分かれて提起された。全国統一訴訟は国を相手にしていたが、福岡訴訟団は時間節約を目的として国を外し、カネカとカネミ倉庫を相手とした。和解終結後の認定患者に対しては、カネミ倉庫は訴訟患者の和解条件と同様の取り扱いをしているが、医療費自己負担分の支払い、一律23万円の一時金、死亡時3万円の葬祭料の支払い。鐘淵化学工業（カネカ）は新規認定患者約80人に対しては和解金300万円を支払っていない。理由として訴訟時に原告であった人だけを対象としてカネカに責任はないとする条件で和解したため、その後の認定患者への責任はないとしている。2008年5月、｢カネミ油症新認定訴訟｣を福岡地裁小倉支部に提出するが、カネミ倉庫（株）の製造・販売した過失を認め、原告らがカネミ汚染油を摂取したためにカネミ油症に罹患したと認めながら、「除斥期間により権利が消滅している」として、原告全員の請求を棄却した。原告は控訴していたが、福岡高裁は2014年2月24日、一審判決を支持しこれを棄却。2015年6月2日に最高裁第三小法廷（木内道祥裁判長）が上告を棄却し、判決が確定した。
日本全国でおよそ1万4,000人が被害を訴えたが、認定患者数は2018年度末時点で2,329人と少ない。うち、相当数がすでに死亡している。家族が同じものを食べて被害にあったにもかかわらず、家族のうち1人だけが被害者に認定されるケースもあるなど、認定の基準が被害者には曖昧なものであった。2004年9月29日、厚生労働省の所管組織である国の「油症治療研究班（九州大学医学部を中心とする研究グループ）」は、新たに血液中のダイオキシン濃度を検査項目に加えた新認定基準を発表した。また、自然界では、ダイオキシンに曝露したことの影響と見られる生殖器官の異常など動物の奇形も見られるが、直接の被害者が男性の場合、精子など遺伝子へのダイオキシン類による被害があっても、親から子へと胎内を通じて直接子孫に影響があると考えられる女性と違い、血中のダイオキシン濃度測定だけでは、世代を超えた影響は関知しえないという問題もある。
震源は徳島県沖と房総沖の2ヶ所との見方もある。『房総治乱記』には「慶長六年辛丑十二月十六日大地震、山崩海埋テ岳トナル」とあり、年号の相違はあるも誤記と考え、この房総半島の記録は本地震によるものとされる。京都で地震が有感であったとされる記録は『当代記』「十六日亥刻、丑寅の方ニ魂打三度、同地震」が1件あるだけで、地震動後に津波被害を受ける地域の地震記録は少ない。しかし、『当代記』については『日本被害地震総覧』は京都の有感記事としているが、日記にある前後の天候などの記事から『当代記』は京都の状況を記述したものではないとされる。また、『義演准后日記』には「旧冬十五日〔ママ〕武蔵国江戸辺大地震由注進候、此辺不覚、誠聊震歟」とあり、こちらは京都では有感でなかったことを示唆する史料とされる。『孝亮宿禰日次記』には「近日関東大地震有之、死人等多云々、又伊勢国、紫国等有大地震云々、」とあり、関東や伊勢の状況が伝えられ大地震があったことを示唆しているが、「紫国」は筑紫国であるか不明であり恐らく四国の状況が伝えられたものとされる。『田原町史』には戸田尊次が田原藩に封ぜられた後に、田原城の櫓や石垣が大坂の陣の前年の大地震によりゆり崩されたと記録されているが、これを大坂の陣の前の年と解釈し慶長地震による震害とする見方もある。『円頓寺旧記』およびその写本である『永正九年八月四日・慶長九年十二月十六日・宝永四年十月四日・嘉永七寅年十一月五日四ヶ度之震潮記』、『宍喰浦旧記』によれば、徳島県宍喰では予兆と見られる大地震が16日辰半刻（朝8時頃）から申上刻（午後3時）くらいまで続き、また井戸が干上がり、酉上刻（午後5時頃）の月の出頃から海底より大波が湧き出し泉から水が吹出したとされる。『宍喰浦旧記』には「地裂沼水湧出」と記述され、地割れが発生して水が噴出したと解釈される。顕著な震害としては『淡路草』に淡路島安坂村の先山千光寺の諸堂が倒壊、仏像が飛散した記録がある。三原郡加茂郷、先山千光寺、慶長九年天下大地震の時、諸堂倒る、其時仏像堂前に飛出すといふ、しかし、本地震における淡路島周辺の地震動による被害記録が乏しく、むしろ『淡路草』の記録は年号の誤記と考え、先山千光寺の記録は1596年の慶長伏見地震の被害状況である可能性もあるとされる。