東北沖の日本海溝沿いとその北に連なる千島海溝沿いでは陸側プレートの下に太平洋プレートが沈み込んでおり、たまったひずみが解放されることで大きな地震が引き起こされる。

　この地域では、南海トラフ巨大地震と比べて文献は少ないが、津波堆積物の存在などから過去にも大きな地震が繰り返し起きていることが分かっており、今後も最大級の津波が切迫しているとされる。

　内閣府の「日本海溝・千島海溝沿いの巨大地震モデル検討会」がこの二つの地震が別々に起きたとしてシミュレーションした結果のうち、沿岸市町村における最大津波高をグラフにした（原データはここ）。


　南海トラフ巨大地震の津波の高さ（最大想定）については図録4382参照。

　千島海溝地震では、北海道のえりも町が最大27.9mと最も大きな津波が想定されている。

　日本海溝地震では、青森県では八戸市の26.1m、岩手県の宮古市の29.7m、宮城県では気仙沼市の15.3m、福島県では南相馬市の19.0m、茨城県では北茨城市の6.5m、千葉県では旭市の6.6mが最も高い津波の想定となっている。

　地震の規模を示すマグニチュードは千島海溝地震の場合M9.3と東日本大震災のM9.0や南海トラフ巨大地震のM9.1を上回るとされる。日本海溝地震の場合の想定はM9.1である。

　以下に、東日本大震災の津波高との比較図を掲げた。北海道だけでなく、青森県全域や岩手県北部では東日本大震災を上回る津波に襲われるという想定となっている。