関東地震
今村(1929)は、地震波の記録から本地震は3つの異なる発震点から始まった多元地震であるとし、第一元は相模湾中央、第二元は丹沢山地方面、第三元は再び相模湾の小田原沖に戻ったとした。また、陸地測量部による精密測量の結果から、断層線の西部は南下り、東部は北下りであり、非局部大地震に伴う地形変動とした。
北アメリカプレートとフィリピン海プレートがずれ始めたのち破壊は40秒から50秒かけて放射状に広がり、北は現在の川崎市の地下35km、南は現在の館山市の地下5km、東は房総半島端にまで広がり全体で長さ130km、幅70kmの岩盤(断層)が平均で2.1mずれた(金森(1971)の断層モデル)。
武村ら(1995)は、今村式2倍強震計の解析や体験談から、特に強い揺れを生んだのは破壊開始から数秒後に起きた小田原 - 秦野の直下での岩盤破壊(第1イベント/第一震)と、その約10 - 15秒後に始まった三浦半島の直下の破壊(第2イベント//第二震)であり多重震源地震としている。これは、震源に近い地域では地震計の針が振り切れてしまっており正確な揺れの様子は不明であるため、体験談を基に大方の揺れの様子の推定を試みたものである。
第1イベントに近い小田原では揺れ始めてすぐに上下水平の強い揺れが襲い10 - 20秒間位やや弱まった後、再び強い水平動が襲ってきた。第2イベントに近い鎌倉や藤沢では最初の揺れはやや弱かったが、暫くして強い揺れが襲ってきたという。東京でも、例えば中央気象台の地震掛であった中村左衛門太郎の体験談では主要動の途中で振動方向が南北から東西に変化したという。これら2つのイベントが組み合わさっていることから、「双子の地震」や「2つの地震の組み合わせ」などと呼ばれることもある。
地震の数分後、太平洋沿岸地域から伊豆諸島にかけて津波が襲った。
熱海では地震後5 - 6分で引波となり間もなく第1波が襲来し、さらに5 - 6分して第2波は7 - 8m、局地的に高さ12m(40尺)に及び家屋流失 162戸、死者行方不明92名の被害が発生した。また、海岸から200m内陸まで、地盤高7mまでが浸水したとされている。
初島 地盤が隆起し集落内に津波は侵入しなかった。津波の高さは漁港付近で1.8m程度、島の西側で3m程度。
伊東では波高9mとなり海岸から浜海道までの集落はほとんど流失、宇佐美村でも111戸が流失した。下田町では波高2.5m、湾外では4m程度であった。
鎌倉 地震直後に2 - 300m潮が引き、10分程で第1波が襲来し第2波が最大で、材木座付近で波高5 - 6mに達した。
房総半島 伊豆程の津波とはならず概ね2m程度(6 - 7尺程度)と3m(10尺)超える所は少なかったが、相浜で高さ9m(30尺)の津波を記録し63戸が流失した。館山測候所付近では、先ず引波が200m余(2町余)、水深約9m(30尺)に及び、来襲した津波の高さは1.8m(6尺)程度であった。
外房沿岸 元禄津波で甚大な被害となったのとは対照的で、元禄津波は波高7m前後で10mに達した所もあるのに対し、大正津波は2m前後であった。
東京湾内 検潮所の記録では、深川、芝浦、千葉で両振幅1m程度であり、内房沿岸では東京湾内に向かって元禄津波よりも急速に減衰している。