9月26日（金）午前4時50分、襟裳岬東南東沖80km、深さ45㎞を震源とする地震が発生（M8.0）した。 この地震の震源付近では1952年3月4日にM8.2の十勝沖地震が発生していることから、気象庁は「平成15年（2003年）十勝沖地震」と命名した。 この地震により、震度6弱の激しい揺れを新冠町 静内町 浦河町 鹿追町 幕別町 豊頃町 忠類村 釧路町 厚岸町で記録したほか、主な都市では帯広市と釧路市で震度5強、北見市と苫小牧市で震度5弱、石狩市、札幌市（中央区・白石区）、千歳市、恵庭市、函館市、小樽市、滝川市、砂川市、岩見沢市、美唄市、三笠市、旭川市、富良野市、根室市などで震度4を記録した。（オホーツク海側で震度5弱以上の揺れを記録したのは史上初） 地震に伴う津波は北海道から東北にかけて観測され、浦河港で１．３ｍ、浜中町霧多布で１．３ｍ（いずれも検潮所の記録）など。また、遡上高として十勝港で２．５ｍ、えりも町百人浜で４．０ｍ、痕跡高として豊頃町長節沼で３．８ｍなどの津波が観測された。さらに十勝川などでは津波が川を逆流・遡上する現象も発生した。 この地震や津波により、道内では2名が行方不明となり、68名が重傷、779名が軽症を負った。 また、住家全壊116棟、半壊368棟、一部破損1580棟、床下浸水1棟の被害があり、被害総額は534億7100万円に達した。 津波に関する避難勧告は日高・十勝・釧路・根室地方の14町、35,764名を対象に発表され、最大6,230名が避難した。 豊頃町の十勝川河口付近では、釣り人２名（６９歳男性・６６歳男性）が行方不明となり、津波によって流されたとみられる。 根室本線直別駅構内を走行中の特急まりもは、先頭から2両目の車両が脱線し、乗客1名が軽傷を負った。 釧路空港は管制塔内の破損などにより、管制業務が出来なくなったため閉鎖された。 火力発電所は一部が地震により自動停止したため、日高～釧路管内で約2万戸が停電した。