Un séisme majeur (Mw = 9) frappe le port de Kesen-numa à 14 h 46, suivi à 15h26 par un méga-tsunami qui recouvre l’estuaire et le port de pêche (vagues de plus de 8 m). Un dépôt pétrolier portuaire constitué de 23 bacs d’hydrocarbures (fioul, essence, kérosène) est balayé par le tsunami, 22 des 23 bacs de stockage (non-ancrés) sont arrachés de leur fondation et plus de 12 800 m³ d’hydrocarbures se mélangent à l’eau de mer. Certains bacs sont retrouvés flottant dans l’estuaire à plus de 2,5 km du dépôt. Dans la soirée, l’inflammation du mélange eau de mer / hydrocarbures par une source chaude (probablement une épave de bateau de pêche ou un court-circuit électrique) provoque un grand incendie dans la zone urbanisée du port derrière le dépôt et au fond de l’estuaire qui dure toute la nuit. Les habitants ayant survécu au tsunami doivent attendre le lendemain matin pour être évacués par hélicoptère. Le port de pêche est recouvert de 5 cm de sédiments mélangés à des hydrocarbures. La destruction du dépôt ne fait pas de victimes mais le tsunami fait 837 morts et 1 196 disparus dans le village. La reconstruction du dépôt est prévue au plus tôt 5 ans après la catastrophe, avec des bacs de stockage enterrées. Plusieurs autres dépôts pétroliers portuaires ont vu leurs petits bacs de stockage d’hydrocarbures emportés par le tsunami dans la région du Tohoku: port de Misawa, Kuji, Hachinohe, Ofunato,Ishinomaki; créant localement des pollutions aux hydrocarbures.