日本大地震還引發(fā)了極為罕見的巨大海嘯。根據(jù)日本國土地理院的數(shù)據(jù)分析顯示，大海嘯過水面積大約400平方公里。而且，北起北海道的鄂霍茨克海岸，南至小笠原群島乃至四國島等地，均發(fā)出了大海嘯的警報。此外，甚至在九州東海沿岸以及宮古島八重山列島等地，也發(fā)出了海嘯警報。2011年3月12日凌晨3時左右，石川縣、福井縣、日本近畿地區(qū)以及中國等地方均發(fā)出海嘯注意警報。受此次地震影響，全日本幾乎所有沿海岸地區(qū)均發(fā)出了海嘯警報。
海嘯受災地區(qū)主要在太平洋沿岸。巨大海嘯襲擊了北起北海道南至千葉縣的太平洋沿岸地區(qū)，重災區(qū)是巖手、宮城和福島三縣的臨海地區(qū)。廣闊的海岸瞬間就被海嘯所吞噬，而在沿岸的河口地區(qū)，海嘯甚至上溯數(shù)公里之遠，如仙臺市附近的名取川河口。根據(jù)各地海潮觀測點的數(shù)據(jù)，福島縣相馬港15時50分海嘯高度超過13米，茨城縣大洗港、巖手縣宮古港以及巖手縣釜石港的觀測點，也都測得4米以上的海嘯。而受災最嚴重的宮城縣沿海地區(qū)的觀測點根本沒能留下數(shù)據(jù)，在第一波和第二波海嘯中完全被數(shù)十米的巨大海嘯所吞沒。另外也有一些觀測點所測得數(shù)據(jù)都是后期規(guī)模較小的海嘯，例如巖手縣宮古市測得的8.5米海嘯、巖手縣大船渡市所測得的8米海嘯以及宮城縣石卷市所測得的7.6米海嘯。
那么，第一波以及第二波海嘯到底達到怎樣的規(guī)模呢?根據(jù)日本港灣空港技術(shù)研究所的推測數(shù)據(jù)，東北三陸海岸的海嘯高度應該超過了15米。在如此規(guī)模的巨大海嘯面前，沿岸地區(qū)的許多海嘯防護設(shè)施都形同虛設(shè)，瞬間就被沖毀了。例如，曾經(jīng)成功抵御1960年智利地震所引發(fā)海嘯的巖手縣宮古市防潮堤，其高10米、長達2433米。據(jù)推測，沖毀該堤壩的海嘯浪高38米，這條海堤瞬間就被沖出了長達580米的巨大豁口。巖手縣釜石市投資1200億日元興建的長達2公里、高63米的防波堤，號稱“世界最高的防波堤”。該項目2009年剛剛竣工完成，在此次海嘯中7成垮塌，整個釜石市都陷入了一片汪洋。巨資建設(shè)的這道防波堤所發(fā)揮的唯一作用，就是使海嘯淹沒釜石市的時間被推遲了6分鐘。當然，在此次海嘯中，也出現(xiàn)了依靠人工大堤成功抵擋海嘯的案例。在巖手縣普代村，高15.5米、長155米的防潮堤成功地抵御住海嘯的肆虐，整個村子所在海岸都安然無恙。不過，這也與該地區(qū)遠離海嘯中心有關(guān)。
此次海嘯還波及太平洋沿岸的許多國家。美國、智利、俄羅斯、新西蘭等都發(fā)出了海嘯警報。在印度尼西亞以及美國加利福尼亞，甚至還因海嘯發(fā)生了死亡事件。
大地震之后，日本東北部地區(qū)的發(fā)達交通網(wǎng)絡徹底崩潰，密布在該地區(qū)的高速公路、各條國道，鐵道方面的新干線及其普通路線，沿海地區(qū)的數(shù)十個港口碼頭以及以仙臺國際機場為中心的空中線路等，都驟然停運或封閉。重災區(qū)的許多世界知名企業(yè)也先后停產(chǎn)，包括信越化學工業(yè)、日產(chǎn)汽車、索尼公司、豐田集團所屬企業(yè)、瑞薩電子公司等等。
以半導體及電子產(chǎn)業(yè)為中心的日本制造業(yè)遭受巨大沖擊，地震損害又通過供應鏈傳導各個產(chǎn)業(yè)以及整個日本的各個地區(qū)。非災區(qū)企業(yè)，往往因為同一個產(chǎn)業(yè)鏈上的災區(qū)企業(yè)受損而受到波及，由于零部件或材料短缺而導致停產(chǎn)或減產(chǎn)狀態(tài)的日本企業(yè)比比皆是。這種供應鏈中斷現(xiàn)象，直接導致了日本的汽車、機械、電子以及鋼鐵產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模停產(chǎn)。而且，由于日本企業(yè)普遍采納了準時生產(chǎn)體制，零庫存致使地震損害迅速傳導到各個領(lǐng)域。2011年3月14日，也就是大地震發(fā)生后的第一個工作日，半導體、汽車、機械、電子、家電、鋼鐵甚至食品加工產(chǎn)業(yè)的日本企業(yè)，紛紛宣布停產(chǎn)，產(chǎn)生了多米諾骨牌效應。截至2011年4月8日，日本最大的汽車廠商豐田公司，也僅僅恢復了3款混合動力車型的整車生產(chǎn)，而該公司實際在產(chǎn)的全部車型達77款之多。
比起供應鏈中斷而言，更可怕的還是來自于核泄漏的威脅。由于地震及海嘯的雙重打擊，福島第一核電站的原子爐容器發(fā)生破損，出現(xiàn)了放射性物質(zhì)泄漏。日本東北以及關(guān)東地區(qū)所生產(chǎn)的蔬菜和牛奶、甚至自來水等，均檢測出放射性物質(zhì)嚴重超標。而且，這種現(xiàn)象甚至開始“走”出日本國境在中國多數(shù)地方也檢測到空氣中放射性物質(zhì)增加的現(xiàn)象。福島核危機是否會演變成為第二個切爾諾貝利，成為舉世矚目的焦點。