青森県で震度５強を観測した三陸沖を震源とする地震を受け、５道県の１８万人超を対象に出された避難指示は、２１日朝までに全て解除された。気象庁は「北海道・三陸沖後発地震注意情報」を発表し、規模がより大きな後発地震への注意を呼びかけている。
２０日午後４時５２分頃に発生した地震では、北海道から東北の太平洋沿岸などで一時、津波警報や注意報が発表されたが、同日中に解除された。
総務省消防庁によると、北海道、青森、岩手の３道県で２人が重傷、４人が軽傷を負った。このうち北海道浦河町では、８０歳代女性が避難中に転倒して骨折した。
ビルの外壁がはがれるなど建物の被害も相次いだ。
読売新聞の集計（２１日午前１０時現在）では、北海道、青森、岩手、宮城、福島の５道県１６市２４町６村の計１８万５７９６人に一時避難指示が出され、最大で７０４５人が避難した。
ＪＲ東日本によると、地震直後に運休した東北、山形、秋田の各新幹線は２０日午後９時頃までに全線で運転を再開した。上下線の計３５本が運休し、計５５本が最大約５時間５０分遅れ、約３万６４００人に影響した。
ＪＲ東は、ダイヤの乱れで移動ができなくなった乗客向けに、東京や仙台など４駅で宿泊のための「列車ホテル」を用意。約１４００人が利用し、体調不良の申告はなかった。２１日はいずれも始発からおおむね通常通り運行している。
後発地震注意情報は、北海道から千葉県にかけての７道県１８２市町村の住民に対し、２７日午後５時までの１週間は、すぐに逃げられる態勢の維持など特別な備えを求めている。
地震直後に運休した東北、山形、秋田の各新幹線は２０日午後９時頃までに運転を再開したが、新青森駅と盛岡駅発の最終列車が終点の東京駅に到着したのは２１日未明となった。
観光で妻と盛岡市を訪れていた東京都杉並区の団体職員の男性（６９）は地震後、混雑する盛岡駅構内の床に座って待機。約３時間遅れで午後９時頃に出発した新幹線は停車を繰り返し、東京に到着したのは２１日午前１時過ぎだった。男性は「再び大きな地震が起きないか不安があったので余計に疲れた。２１日は通院の予定があり、どうしても東京に戻りたかったのでホッとしている」と疲れ切った表情で語った。
訪日外国人客からは、今後の対策への戸惑いの声が聞かれた。２１日午前、東京駅で新幹線を待っていたドイツ人の観光客（５７）は「仙台を旅行する予定でホテルも予約している。今さら帰国できないので、なるべく海に近づかないように心がけたい」と話した。
福島に出張に向かうデンマーク人の会社員（３２）は「デンマークでは地震に遭うことがなかったので、昨日の揺れには驚いた。『後発地震注意』と言われても今から何に気をつければいいのか……。インターネットで対策を調べながら行きたい」と語った。