美国地质调查局（USGS）随后也将这次地震列为“全球第六强”地震，并表示此次地震与1952年堪察加发生的9.0级大地震有相同的根源。后者曾引发近30米高的海啸，并席卷夏威夷，导致数千人丧生。而这次地震所引发的灾难链，可能在短短10分钟内就会波及整个环太平洋地区。
不久后，俄罗斯北库里尔斯克港便迎来了近4米高的海浪，巨浪的冲击瞬间摧毁了港口的码头设施。约2000名居民在黑夜中匆忙逃向雪山的高地。冰雾中的警报声穿破了夜空，提醒人们赶紧撤离。与此同时，日本北海道根室市也在上午10时17分监测到了第一波近30厘米的海浪。
日本气象厅迅速升级了红色警报，警告福岛至北海道沿岸可能会迎来3米高的巨浪，后续波浪有可能达到5米，并提醒民众避难。此时，仙台机场的跑道已经被淹没，沿海铁路全线停运。太平洋海啸预警中心（PTWC）也紧急发布了最高级别的海啸警报，向美国、加拿大、日本、菲律宾等18个国家发出预警。
在夏威夷，全岛的防空疏散广播不断响起，民众心情紧张。檀香山市长也紧急警告市民：“这不是海浪，而是洪水巨墙！不要掉以轻心！”因为海啸波从深水区以每小时800公里的速度向岸边逼近，其能量将在瞬间暴增，足以摧毁任何钢筋混凝土防线。全球各地的人们纷纷展开紧急撤离。
当第一波海啸到达北海道时，福岛第一核电站的控制室灯光闪烁，东京电力公司立即按下“排海急停键”，技术人员紧急撤离到防波堤后的高地。这一时刻被认为是自2011年“3·11”核灾难以来最危险的12分钟。
与此同时，日本陷入了三重绝境：
第一重：海啸的倒计时迫在眉睫。钏路港的浪潮每小时上涨40%，而当地的疏散通道已经被逃难的车流堵死。200万居民不得不涌向山区逃生，一些孕妇甚至在拥堵的公路上临盆，局面混乱。
第二重：核泄漏的危机。福岛第一核电站的防波堤修复工作仍不完全，存在重大隐患。海啸的浪高已接近防波堤的极限，专家也通过无人艇监测电站周围海域的辐射水平，民众恐慌情绪上升。东京的超市中，碘片被抢购一空，仿佛末日来临。
第三重：经济损失巨大。北海道渔业协会会长透露，当地的扇贝养殖基地在这场灾难中将被海潮吞噬，仅钏路港的渔业年产值就有60亿日元，几乎将在一夜之间化为乌有。
灾难不仅限于日本，还波及到美国西海岸。约30万美国人被深夜的手机警报声惊醒，夏威夷的游客被紧急疏散，阿拉莫纳购物中心的地库涌入大量难民。州长格林通过电视紧急呼吁：“立即逃往四楼以上，洪水将在不久后蔓延全岛！”西海岸各地也开始进入“死亡倒计时”：
- 加州圣塔芭芭拉预计00:50迎来1.5至2米高的巨浪；
- 洛杉矶港将在01:05遭遇2米高的海啸；
- 华盛顿州塔科马预计在02:00迎来1.8米的洪峰。
在这场混乱中，西雅图的工程师曝出“锡赛德镇死亡陷阱”——唯一的逃生桥梁抗震等级不足，若桥梁倒塌，近3000人可能被困。加州近70%的海堤建于1960年代，之前圣莫尼卡码头就曾在模拟冲击中被摧毁，这些地方的危险系数急剧上升。俄勒冈州的17座沿海城镇已与外界失去联系，灾情只能通过无人机继续侦查。
不仅是日本和美国，其他环太平洋的国家，如俄罗斯、菲律宾以及中国，也已开始加紧防范。中国依靠北斗卫星定位系统，海啸中心在13:30发布了黄色警报，并预测上海、舟山、花莲等地的海浪将达到40至60厘米。同时，海洋灾害应急响应启动，渔船全部回港避难。菲律宾则启动了“扫村行动”，东达沃省全境停课停工，军警沿海岸线开展撤离工作。
在俄罗斯，堪察加边疆区部长通过直播呼吁民众：“别管财产，活着最重要！”彼得罗巴甫洛夫斯克市的16万居民在断网断电的情况下匆忙疏散。俄太平洋舰队的核潜艇也紧急下潜以避免冲击。
面对这场自然灾害，科学家们警告称，地震发生后3小时内发生了10次余震，其中最大的一次为6.9级，显示出地震的巨大威力。俄罗斯地球物理局也发出警告，称7.5级的余震可能持续一个月，提醒人们始终保持警惕。
美国专家指出，最坏的情况可能还未到来，低频海啸波的周期可长达1小时，且后续波浪可能带有海底沉积物，污染水源。此外，地震还可能激活北美最恐怖的卡斯卡迪亚俯冲带，该地发生9级地震的概率在未来50年内上升至37%。一旦发生，西海岸将在5分钟内面临“超级地震”和30米海啸的双重灾难。