糸魚川静岡構造線
古文書などの歴史上に残る活動記録が少なく、「内陸地震のため海溝型プレート境界地震による津波のような特徴的な痕跡が残らない」、「痕跡の由来が地震なのか気象現象による物なのかの判別が困難」などの理由から活動歴は不明点が多い。
多くの組合せの中から「北部と中部」、「北部と中北部」、「北部と中部」など可能性が高いと考えられる幾つかの組合せの連動地震が想定されている。一方、1970年代から2000年代までに行われた歴史地震の調査結果からは、各々の断層の変位速度と活動歴には明瞭な違いがあり、断層群毎に異なった活動間隔と変位速度で活動をしているとされている。なお過去の地震活動で、これらの断層が連動して巨大地震を起こしたとする証拠は見つかっていないが、遠田(2009)は証拠が見つかっていないだけで、発生しなかった証拠ではないとしている。
歴史に記録されている最古の地震は、北部区間での762年の小谷付近 M7.0 以上と考えられている。地震調査研究推進本部が発表している2016年から30年以内の地震発生確率は、北部区間で M7.7 程度が0.008-16%、中北部区間でM7.6程度が13-30%、中南部区間で M7.4 程度が0.8-8%、南部区間で M7.6 程度がほぼ0-0.1%であり、南部以外の3区間はいずれも「高い」に位置づけられている。1847年の善光寺地震以降は20年から25年周期の活動がみられるが日本海東縁の地震活動と密接な関連がある。
歴史に残る活動としては、繰り返しマグニチュード5-7 程度の地震の発生が見られる。
(出典:気象庁松代地震観測所資料および理科年表による(前震、余震は除外。震源域の地名は現在のもの))
762年 美濃・飛騨・信濃 - M7.0以上
841年 松本、東経138.0° 北緯36.2°付近 - M6.5
1714年4月28日 震源は白馬村付近、信濃小谷地震。東経137.85° 北緯36.7°、死者100。善光寺でも被害有り - M6 程度
1725年8月14日 高遠・諏訪 東経138.1° 北緯36.0°付近 - M6.0 - 6.5
1791年7月23日 松本市付近 東経138.0° 北緯36.2° - M6.7 程度 松本城で塀が壊れる。
1855年3月18日 飛騨白河 東経136.9° 北緯36.25° - M6.7
1858年4月23日 信濃北西部、大町市と白馬村の境界付近 東経137.9° 北緯36.6° - M5.