在上述極震區內，地表大規模形變，山崩、滑坡、裂縫、地陷、地隆等現象隨處可見。華縣“原阜旋移，地高不盡改故跡”，地裂縫“裂之大者，水出火出，怪不可狀，人有墜於穴而複出者。有墜於水穴之下，地複合，他日掘一丈餘得之者”。渭南縣城內“中街之南北，皆陷下一、二丈許”，“自縣治至西城陷丈餘”的故址，至今仍清晰可辨。縣城東甫的五指山陷入平地，毀削無存。
距縣城東南9千米的張岑滑坡，長、寬、高各1千米以上，滑坡體所過之處“原移路凸”。縣東張家嶺滑坡體南北長2100米，東西寬1000米，體積1000多萬立方米。郭家溝滑坡體南北長1300米，東西寬550米，體相300多萬立方米。華陰縣城西駐馬橋石橋摧裂，城北大員村地裂數丈，水湧數尺。大荔縣甫的紫微觀和朝邑西南的太白池是麵積可觀的湖沼，“經地震平蕪”，湖水幹涸。
黃河南岸的大慶關和蒲州河堤，“下釘柏樁，上壘條石，中貫鐵錠”，十分堅固，地震後“堤岸盡崩”。永濟至臨潼之間出現東西向長近100多千米的地震斷裂帶，斷裂帶以北大麵積下降，以南大麵積上升，斷裂的垂直斷距超過5米，其華縣地盤下降5~10米，赤水鎮下降4米，渭南下降2.5~4米，華陰下降2~3米。
遭受這次地震破壞有文字記載的共計101個縣，分布在陝西、山西、河南、甘肅、寧夏等省區，麵積約28萬平方千米。有感範圍很廣，有文字記載的有11個省區的227個縣，北到山西北部，南達江西、湖南，西至甘肅，東抵山東、安徽，麵積100多萬平方千米。
關於這次地震造成的人口傷亡，在世界地震史上絕無僅有。據明史《嘉靖實錄》記載“二千裏人煙幾絕”，“壓死官吏軍民奏報有名者八十三萬有奇，……其不知名未經奏報者複不可數計”。雖然有的學者認為這個數字可能有誇大之處，但從此亦不難悟出當時破壞程度的嚴重。
親身經曆過華縣地震的明朝官吏秦可大在震後的回憶文章《地震記》中寫道：“受禍大數，潼、蒲之死者什七，同、華之死者什六，渭南之死者什五，臨潼之死者什四，省城之死者什三，而其他州縣則以地之所剝剔近遠分深說矣。”
這樣高的死亡率和這樣大的分布範圍是極其罕見的。明世宗時每10年調查一次人口，但各縣人口數字現在尚未查到一處是完整的，隻能根據有關記載推算。蒲靖三十八年《蒲州誌》載：“弘治五年，戶：一萬一千九百六十五，口：八萬七千八百九十一。嘉靖二十五年，戶：一萬一千七十三，乙卯冬地震大損，現在止有五萬五百五十一。”地震時估計有14萬人左右，死亡9萬人左右。渭南：清朝光緒《渭南縣誌》載，明弘治年間“渭南人口有戶：一萬二千一百五十四，口：十五萬三千七百三十八”。嘉靖年間“有戶：八千四百八十四，口：七萬五千六百六十五”。估計地震死亡13萬人左右。涇陽：明朝天啟四年《同州府誌》
載，嘉靖年間有人口63441，隆慶年間有人口33286人，估計地震死亡3萬人以上。按類似情況推算，華陰、華縣地震死亡10萬~12萬人。死亡人口上萬的縣西起涇陽，東至安邑，死亡人口上千人的縣西起平涼，北到慶陽，東至絳縣。
明《嘉靖實錄》所記載的死亡人數，是地震發生當月根據各州縣報以姓名者統計的，“其不知名未經奏報者，複不可數計”是完全可能的。因為清康熙五十二年以前一直以人丁計稅，隱瞞人丁者各地均不少，偏僻山區無戶口者更多；地震時全家覆沒而漏報者不可能沒有，至於隆冬地震，災民凍餓而死和次年瘟疫及其他次生災害而死者，尚未在統計之中。可見1556年大地震的人口死亡數字確實是十分巨大的。
一次大震造成如此驚人的高死亡率，除了地震強度大、震區人口稠密、地震發生在夜間等因素外，還因當時當地的一些局部因素加重了震害。極震區位於河穀盆地和衝積平原，鬆散沉積物較厚，地下水位較高，地震時砂土液化造成地基普遍失效，加重了建築物的破壞。當時居民居住條件簡陋，多居住黃土坡的窯洞，地震時黃土大量滑坡，窯洞坍塌造成巨大傷亡；地震發生在午夜時分，地震前又沒有明顯的地震前兆，人們沒有絲毫精神準備；地震前兩年間，陝西地區大旱，歲荒糧欠，災民“天寒露處”“饑寒交迫”，完全失去抗禦這種巨大自然災害的能力。這些以數十萬人生命換來的經驗教訓，值得我們認真吸取。