일본 기상청과 태평양지진해일경보센터는 3월 11일 일본 동해안과 대만, 알래스카, 하와이 등에 지진해일 주의보와 경보를 발령하였다. 우리나라는 지진해일이 없었고 일본 동해안 전역과 대만, 하와이 등에서 관측되었다.
일본기상청과 태평양지진해일경보센터는 3월 11일 오후 2시 49분경에 일본 동해안을 비롯하여 대만, 알래스카, 하와이, 괌, 캘리포니아, 칠레 등 태평양 연안 50여 국가에 지진해일 주의보와 경보를 발령하였다. 다행히도 우리나라는 지진발생위치로부터 1,000㎞ 이상 떨어진데다 일본 열도가 가로막아 지진해일이 도달하지 않았다. 지진해일은 일본 소마항에 7.3m, 카마이시항에 4.1m, 미야코항에 4m 등 일본 동해안 전역에서 관측되었다. 지진해일이 원해로 전파되면서 대만(19시 40분)에서 소규모 지진해일과 하와이 섬에서 1.4m(23시 9분)의 지진해일이 관측되었다. 다음날인 3월 12일 새벽 1시 57분경에는 진앙지로부터 약 7,500km 떨어진 캘리포니아 크레센트시티에서 2.2m의 지진해일이 관측되었다.