Il sisma ebbe un'intensità massima del X grado MCS. Si veda per tale evento anche quanto scritto da Sori et al. (1984) e da De Simoni et al. (1988).

Alle ore 11:07 italiane "fu sentito un orribile rumore" e si scatenò la scossa principale che durò circa 3 minuti e fu seguita 10 minuti dopo da una violenta replica. La sequenza sismica durò un paio di mesi con altre scosse, alcune delle quali violente. L'area più colpita fu quella dell'Appennino marchigiano nell'entroterra pesarese. Il sisma ebbe effetti distruttivi nella zona di Cagli, Cardella, Apecchio, Piobbico e una ventina di altri villaggi e paesi, dei quali circa la metà fu quasi completamente distrutta. L'area di risentimento fu molto ampia: il sisma si risentì nelle Marche, in Umbria, Toscana, Romagna e nel Veneto.

La scossa provocò la caduta di macigni dal Monte Nerone, l'apertura di voragini nel terreno e l'intorbidamento e variazione del flusso di acqua in sorgenti e corsi d'acqua vicini alla zona epicentrale.

A Cagli ed in altre località colpite la popolazione fuggì nelle campagne. A Città di Castello la ressa alle porte della città rischiò di causare ancora più vittime del terremoto. Molte persone si offrirono volontariamente per il recupero dei feriti e dei cadaveri dalle macerie, opera che durò per settimane.

Il sisma causò circa 300 vittime, molte delle quali, pare, furono seppellite senza alcuna preoccupazione igienica, tanto che, in diverse chiese, fu necessario riaprire le tombe per gettarvi calce viva.

I danni materiali furono ingenti; il Vescovo Zamperoli dispose per la ricostruzione dalle fondamenta di ben 25 chiese, mentre per molte altre ordinò la dissacrazione e la demolizione.

Anche le campagne subirono numerosi danni. Gran parte del bestiame morì sotto il crollo delle case e coloniche e delle stalle, tanto da dover organizzare roghi delle carcasse perché il loro fetore non infestasse l'aria.

L'area colpita apparteneva in gran parte allo Stato Pontifico e in parte al Granducato di Toscana. Solo dopo 8 mesi dal sisma furono comunicate le decisioni della Congregazione Pontificia del Buon Governo per gli aiuti e la ricostruzione, che furono lenti e intralciati dalla burocrazia di allora e da un preesistente stato di depressione economica.

Nel bacino del Metauro questo terremoto produsse effetti macrosismici variabili tra il X (zona del Monte Nerone) e il VI grado MCS (lungo la costa Adriatica). Le località metaurensi nelle quali sono stati documentati danni in seguito a questo terremoto sono le seguenti.

Cagli, Piobbico, Apecchio, Cardella e tutta la zona del Monte Nerone (IX-X MCS): Vi furono crolli diffusi di edifici civili e religiosi. Molti villaggi vennero completamente rasi al suolo dal sisma e abbandonati. Vi morirono alcune centinaia di persone. Nella sola Cagli, il crollo della cupola della cattedrale causò la morte di 120 persone che si trovavano in chiesa. Nei dintorni si verificarono frane e fessurazione del terreno.

Sant'Andrea di Suasa, Fratte Rosa, San Vito sul Cesano (VIII MCS): Vi furono crolli parziali e gravi danni agli edifici pubblici, ecclesiastici e privati. Si registrarono diversi feriti.

Mercatello sul Metauro, Serravalle di Carda, Urbania (VIII MCS): Vi furono danni più o meno gravi a varie chiese e conventi. Le case furono tutte danneggiate.

Sant'Angelo in Vado (VIII MCS): Si verificò il crollo di varie chiese, della torre pubblica, di alcune porte della città e gravi danni a tutte le case. Vi furono numerose vittime.

Sant'Ippolito (VII-VIII MCS): Vi furono gravi danni all'abitato.

Monte Paganuccio (VII-VIII MCS): Vi fu il crollo parziale della casa del parroco e danni lievi alle altre case.

Acqualagna (VII-VIII MCS): Vi furono danni all'abitato.

Urbino (VII MCS): Vi furono numerosi crolli parziali di edifici pubblici e religiosi e l'apertura di fenditure nelle mura di cinta. Si menziona un ferito.

Pergola e dintorni (VII MCS): Si registrarono danni agli edifici, sia nella città che nel contado, dove furono più gravi. Non vi fu nessuna vittima.

Fossombrone (VII MCS): Vi furono danni gravi ad edifici privati e pubblici (palazzo vescovile, Comune, Seminario), chiese e conventi, alcuni dei quali divennero inabitabili.

Fano (VI-VII MCS): Vi fu la caduta della croce e del piedistallo dal campanile della chiesa di San Silvestro, di tre mattoni dalla facciata della cattedrale e fenditure nella volta della cupola della chiesa di San Paterniano.

Mondavio (VI MCS): Vi furono screpolature nelle volte e nei soffitti delle chiese.