止不住的大型余震
主震过后三分钟（12时01分），东京湾北部发生M7.2的大地震（日本气象厅的资料则显示当刻发生的地震位于伊豆大岛的M6.5）；再两分钟后（12时03分），神奈川、山梨、静冈三县县境附近（日本气象厅的资料则记载为相模湾）发生M7.3的大地震；及后的五个小时内，又先后发生八次介乎于M6.1至M6.8的强震。
主震翌日（11时46分），千叶县东南近海发生M7.3的大型余震（美国地质调查所则表示地震强度达M7.8）。
不停发生的强震大震，无疑是对半倒成危楼的建筑给予重击，同时为被压在瓦砾下的伤者带来更严重的伤害，甚至产生更多的遇难者。
地壳变动
隐没时被菲律宾板块压迫的北米板块在经过巨大地震的能量释放后往东南方向回弹，因此关东一带不同地方的地表因为回弹的关係造成隆起或沉降现象，隆起现象比较显着的是三浦半岛、房总半岛南部、相模湾北岸，最大的隆起幅度经检测达1.8米；而其余部份则是发生沉降现象，最大接近0.4米。而受沉降现象影响，丹沢地区发生土石流。
一辆经过神奈川县小田原市根府川车站的列车不幸被土石流波及而捲入海中，造成超过一百人死亡。
到处肆虐的火龙
如前述，地震发生一刻正值午饭时间，当时发生超过百起火灾，这包括大学、研究所等因化学药品棚倒坏而造成的火灾源头。大大小小的火灾因为颱风环流（当时中心在能登半岛附近）带来的强风而变得更激烈，甚至演化成多起类似龙捲风的火灾旋风到处肆虐。
其中最着名的重灾区——陆军本所被服厂迹地（即现时的东京都墨田区横网町公园），佔地相当于东京大巨蛋1.5倍大小的平地，虽然挤满了四万名倖存于激震的避难者，但是他们并没有逃过火灾旋风，绝大多数都不幸遇难，甚至有在那裡遇难的平民被吹至15公里外的千叶县市川市。
大规模的火灾一直到震灾第三日的9月3日10时才宣告熄灭，但旧东京市有百分之43的建筑被烧至灰烬，当中除了普通房屋，还包括政府建筑、学校、文物，在9月2日凌晨时份于东京录得46.4度的异常高温可说明当时火灾的激烈程度。根据报告，当时被火灾烧倒的建筑合计超过21.2万栋，其中光是东京都就已佔了17.6万栋。
在十万余名遇难者之中，有91,781人是死于火灾，佔了接近九成。
海啸
由于震源域涉及海域，而且此地震的震源机构有逆断层的成份，因而发生了海啸马上侵袭关东沿岸地带。静冈县热海市在地震后5至6分钟受第一波袭击，再5至6分钟后的第二波录得7米至8米的海啸，部份地区更录得12米的海啸；神奈川县的鎌仓市同样是第二波最大，录得5米至6米的海啸；位于千叶县南房总半岛馆山市的相浜录得9.3米的海啸。
但总体来说规模比起1703年发生的元禄地震（前一次的相模海槽巨大地震）为小，海啸波减衰的速度也较快。
谣言带来的灾害
震后的首都圈溷乱情况严重，当时发生多起针对朝鲜人的造谣事件并迅速扩散，有民众、军、警等被煽动到街上向朝鲜人施以暴行或杀害，这当中甚至有中国人、日本人被当成朝鲜人而受袭而死。至于受谣言而遇难的总数则没有定论，由数百（日方的数字）至数千（韩方的数字）不等。
史上最严重的震灾
本次震灾受灾人数超过190万人，遇难者总数最初被定为14万余人，一直以官方数字沿用至2004年，经过学者的调查认为这数字可能有重复的成份，到2006年才修订为10万5385人，但这数字仍然是日本史上最严重的地震灾害。其中91,781人因火灾而死，佔了总数差不多九成；被压死的则有11,086人，为总数的一成多一点。
防灾的教训
本次大震灾过后，耐震耐燃的建筑开始受到广泛的关注。翌年，日本修订了法例设立了最初步的建筑耐震基准；另一方面，建筑家有鑑于非常显着火灾遇难数字，提出了整顿土地的意见，将易燃的建筑群以宽阔的道路或公园分隔开、配置难以燃烧的建筑达至「不燃化」的效果，及后此意见透过復兴计划被实现。
铁道省亦汲收教训，开始研究将易燃的木造列车更换成钢造的列车，后来1926年发生的「山阳本线特急列车脱线事故」成为最后的推手，促使铁道省于1927年正式全面使用钢製列车作电车车厢。
1960年，日本内阁正式制定每年的9月1日为「防灾之日」，希望日本国民不要忘记灾害带来的教训。在当週除了恆有的全国性的防灾训练，还会表彰积极推广防灾思想的个人或团体。在设立「防灾之日」前，9月1日主要举行关东大地震的慰灵祭。