宮城県は福島県や茨城県と共に激震であった。北部はリアス式海岸のため津波高の増し、津波常襲地域であり、津波への対策が成されていた。過去の津波の言い伝えが至る所に残り、住民の防災意識も高く避難行動を取ったが、甚大な被害を受けた。
津波の被害としては宮城県のみで阪神・淡路大震災を上回る犠牲者を出した。
南部は単調な海岸線であった。しかし水深の浅い仙台湾で津波の速度が落ちることにより、津波の第二波が追い付くことにより津波の高さが増す結果となった。宮城県の南部には平野が広がっていたため数キロ内陸まで浸水し、甚大な被害を受けることとなったた。速度が落ちたため、襲来まで1時間程度遅れあったが、北部に比べて中南部は過去の津波が数百年前であり、想像だにしない津波に襲われた。
海抜15mの高台にあった特別養護老人ホーム「慈恵園」は1階が水没して49人が亡くなり、850人以上が犠牲となった。
南三陸町では、3階建ての防災対策庁舎の屋上まで水没するなど町職員42人が、5階建ての公立志津川病院も4階天井付近まで水没し、入院患者107人中72人と職員3人が亡くなった。
女川町は震源に最も近いリアス式海岸の町の一つであり、猛烈な津波が町を襲い、中心部は海抜20ｍの高さまで水没た。
指定避難所であった町立女川病院（女川町地域医療センター）は、海抜16mの高台にあったにもかかわらず、1階が完全に水没した。
七十七銀行女川支店では屋上に避難していた行員13人が流され12人が亡くなるなど、犠牲者は約900人であり、浸水域人口に対する犠牲者率は当震災において最大の11.97%であった。
石巻市は、本震災最多の3,700人以上の犠牲者を出している。