Землетрясение затронуло более 97 округов в китайских провинциях Шэньси, Шаньси, Хэнань, Ганьсу, Хэбэй, Шаньдун, Хубэй, Хунань, Цзянсу и Аньхой. Его эпицентр находился в долине реки Вэйхэ (правый приток реки Хуанхэ) в провинции Шэньси, недалеко от городов Хуасянь, Вэйнань и Хуаинь. В этой местности равнины, образованные рыхлыми осадочными породами, чередуются с низкими холмами, сложенными из лёссового материала, который обладает пористой структурой, повышенной размокаемостью и размываемостью.
Во время землетрясения происходило поднятие и опускание значительных территорий, разжижение грунта. Оно спровоцировало обвалы и оползни, сравняло горы, изменило русла рек, что привело к массовым наводнениям.
В эпицентре землетрясения появились 20-ти метровые провалы и трещины.
Частные дома, общественные здания, храмы и стены городов были разрушены или сильно повреждены. Возникли пожары. В городе Хуасяне разрушились все постройки, погибло более половины населения. От подземного удара здания стали погружаться в разжиженный сейсмическими колебаниями грунт, похоронив под собой многих людей. Аналогичная ситуация сложилась в Вэйнане и Хуаине. Разрушения затронули территории, отстоящие от эпицентра на 500 километров.
Население двух провинций (Шэньси и соседней Шаньси) сократилось примерно на 60 %.
Некоторые районы провинции Шэньси вовсе обезлюдели. Большое число погибших связано с тем, что многие люди жили в нестойких к подземным ударам домах и в земляных пещерах, вырытых прямо в склонах холмов из осадочной породы, которые разрушились при первых толчках либо были затоплены селевыми потоками. Землетрясение произошло рано утром, когда большинство семей еще находилось в своих домах. Многие из пострадавших были раздавлены падающими зданиями.
О мощности землетрясения свидетельствуют уцелевшие древние стены 45-метрового здания Малой пагоды диких гусей в Сиане, построенного для размещения буддистских рукописей индийского происхождения. Они местами осели в почву на два метра. Современные исследования, базирующиеся на данных геологии, оценивают магнитуду землетрясения примерно равной восьми.
После землетрясения, повторные толчки продолжались примерно 3-5 раз в месяц на протяжении полугода, в течение трех лет ощущались более легкие колебания почвы. Окончательно все успокоилось только пять лет спустя.
