古川沼
結局堤防は約140メートルに渡って決壊し、堤防の決壊部分を中心として約200メートルに渡って古川沼と海を繋ぐ水路が形成されてしまった。そのため古川沼には塩水の滞留が続き、事実上海の一部となってしまった古川沼から、潮の干満によって満潮時、陸前高田市中心部の平野部に海水が浸入して市民生活に悪影響を与えたため、6月6日に災害派遣された1500名近くの陸上自衛隊員などによる突貫工事によって、6月16日には仮堤防が海と古川沼とを遮断することに成功した。
その後、海と古川沼とを隔てる砂州上にある高田松原に、昭和35年(1960年)から昭和38年(1963年)までの間に第一線堤、そして昭和38年(1963年)から1昭和41年(1966年)までの間に第二線堤と、二本の防潮堤が整備された。第一線堤は常に波の侵食に晒されている高田松原がある砂州を守ることを目的として海岸線に設けられ、第二線堤は高田松原の背後にある農地や市街地などを津波から守ることを目的とし、高田松原の陸側にチリ地震津波時の津波波高を参考に、5.5メートルの高さの防潮堤として整備された。その後、昭和43年(1968年)には古川沼から気仙川の河口部への水路に設けられた水門の鉄製ゲートが閉じられることとなり、満潮時に海水が古川沼へ流入しないようになった。