古籍记述
《明史》记载：“（嘉靖）三十四年十二月壬寅，山西、陕西、河南同时地震。”当时，“震风解瓦，飞沙镇压，伍尺之童，无不惊骇”由于地震于午夜（子时）发生，多数人还在熟睡之中，所以导致83万人死亡，死亡人数与黄河泛滥造成的伤亡相若，方圆二千里（800公里）的人口有六成死亡。
当时退休的前南京兵部尚书韩邦奇，南京光禄寺卿马理、郎中薛祖学、员外贺承光、主事王尚礼、进士白大用、御史杨九泽，以及南京国子监祭酒王维桢同日遇难，其余不知名死者，更不可胜数。据报是因为大多数死者都是居住在陕西黄土高原一些建在崖边的窑洞里，而当地震发生时，他们被坍塌的窑洞压死。不过，西方历史学家对这个数字抱怀疑态度。
唐锡仁引顺治《邓州志》，指当夜河南邓县、内乡“分闻风雨声自西北来，鸟兽皆鸣，已而地震轰如雷。”隆庆年编的《华州志》记载：“十二日晡时（即申时，指下午3点至5点之间），觉地旋运，因而头晕，天昏惨，及夜半月益无光，地仄立，苑树如数扑地，忽西南如万车惊突，又如雷自地出，民惊溃，起者、卧者皆失措，而垣屋无声皆倒塌矣。
”秦可大回忆：“是夜，予自梦中摇撼惊醒，身反复不能贴褥，闻近榻器具，若人推坠，屋瓦暴响，有万马奔腾之状，初疑妖祟，俄顷间头所触墙划然倒矣，始悟之，此地震也。”“受祸人数，潼、蒲之死者什七，同、华之死者什六，渭南之死者什五，临潼之死者什四，省城之死者什三，而其它州县，则以地之所剥剔近远分深浅矣”
《碧霞无群圣母行宫记·地震记》记载：“平阳府夏县，四门陷塌，井水沸溢，官民房屋倾颓，压死男妇数多。城内土长约高丈余，平地出水。安邑县衙门尽塌，民房约倒八分，压死人口万余，头畜无其数；城西半里崩出水泉十数余眼。荣河县地裂成沟，泉水如河。莆州两王宗室、城墙、官民房屋尽行倒塌，又兼数处火起”。
地震出现了黄河清可见底的现象，史载，“（嘉靖）三十四年十二月十二日子时，地震自西北起于东南，有声若雷，地裂衅宽丈余，涌波泛滥，望似海洋，昼夜方息。房垣尽塌，人死中半，此大穸也。至十七日，黄河澄清三日，人视其底”
地震造成水位下降。邱仲麟[18]引明代《露书》作者姚旅亲身经历，记到关中在地震后所出现的地下水位下降及地温现象：
“ 关中王孙长房招予游（长安）曲江，不羁宗族，谓曲江昔时掘地三尺即及泉，自嘉靖末年地震后，十尺始及泉；昔时冬无青草，地震后，冬且原原芊芊，不殊春日。验之，信然，盖地气渐暖耳。 ”
而另一方面，他再引贺明静关于这次地震的研究，谈及关中地震后水位下降，仅言及渭南县在地震后，“水泉半堙，而桔皋以废”；亦及华县凤谷寺石泉涸废，泉中养鱼为此中断。
地震亦造成建筑物毁坏。小雁塔本来楼高15层，地震后塔顶被震毁，只余下13层。位于乾县的唐高宗乾陵陵园也被完全毁掉。
地震后果
影响地区
此次地震在我国历史记载中是灾害极端严重的一次，死亡人口之多，为古今中外罕见。101个县遭受了地震的破坏，分布于陕、甘、宁、晋、豫5省约28万平方公里。地震有感范围为5省227个县。震中区为西安市以东的渭南、华县、华阴、潼关、朝邑至山西省永济县等，约2700平方公里。
人员伤亡
据估计，1556年中国陕西华县8级地震，死亡人数高达83万人。这次地震人员伤亡如此惨重，其重要因素是由地震引起一系列地表破坏而造成的。其中，黄土滑坡和黄土崩塌造成的震害特别突出， 滑坡曾堵塞黄河，造成堰塞湖湖水上涨而使河水逆流。当地居民多住在黄土塬的窑洞内，因黄土崩塌造成巨大伤亡。
地裂缝、砂土液化和地下水系的破坏，使灾情进一步扩大。这个地区的房屋抗震性能差，地震又发生在午夜，人们难有防备，大多压死在家中；震后水灾、火灾、疾病等次生灾害严重，加上当时陕西经常干旱，人民饥饿，没自救和恢复能力。这些都是不可忽视的致灾原因。
震灾损失极其严重。民房、官署、庙宇、书院荡为废墟；较坚固的高大建筑物城楼、宝塔、宫殿全部倒塌。地震造成华阴县城西驻马桥断裂，城北大员村地裂数丈，水涌数尺。大荔县南的紫微观和朝邑西南的太白池在震后干涸。黄河南岸的大庆关和蒲州河堤尽数崩塌。
华县凤谷山石泉废为干泉。根据各县州府志记载，地震造成大量人口死亡，光报上名字的就有约83万人。历史文献记载“起者卧者皆失措，而垣屋无声皆倒塌矣，忽又见西南天裂，闪闪有光，忽又合之，而地皆在陷裂，裂之大者，水出火出，怪不可状。人有坠入水穴而复出者，有坠于水穴之下地复合，他日掘一丈余得之者。原阜旋移，地面下尽(改)故迹。后计压伤者数万人”。
地形变迁
在上述极震区内，地表大规模形变，山崩、滑坡、裂缝、地陷、地隆等现象随处可见。华县“原阜旋移，地高不尽改故迹”，地裂缝“裂之大者，水出火出，怪不可状，人有坠于穴而复出者。有坠于水穴之下，地复合，他日掘一丈余得之者”。渭南县城内“中街之南北，皆陷下一、二丈许”，“自县治至西城陷丈余”的故址，至今仍清晰可辨。县城东甫的五指山陷入平地，毁削无存。距县城东南9公里的张岑滑坡，长、宽、高各1公里以上，滑坡体所过之处“原移路凸”。
县东张家岭滑坡体南北长2100米，东西宽1000米，体积约1000多万立方米。郭家沟滑坡体南北长1300米，东西宽550米，体相约300多万立方米。华阴县城西驻马桥石桥摧裂，城北大员村地裂数丈，水涌数尺。
大荔县甫的紫微观和朝邑西南的太白池是面积可观的湖沼，“经地震平芜”，湖水干涸。黄河南岸的大庆关和蒲州河提，“下钉柏桩，上垒条石，中贯铁锭”，十分坚固,，地震后“提岸尽崩”。永济至临潼之间出现近东西向长100多公里的地震断裂带，断裂带以北大面积下降，以南大面积上升，断裂的垂直断距超过5米，其华县地盘下降5~10米，赤水镇下降4米，渭南下降2.5~4米，华阴下降2~3米。
地震启示
有关专家认为，这次地震损失惨重的原因，除了地震发生在深夜、震区人口稠密等因素外，还有当时的抗震救灾体系不健全，民众防灾减灾意识薄弱，应当引以为戒。
频发地带
陕西省是地震活跃的地区之一，自有史料记载以来，共发生有感地震400余次，破坏性地震60余次。现在陕西已建立了由国家基准台、省级区域台网、地方台、流动监测等构成的地震前兆观测系统，地震速报水平、预报水平不断提高，西安地区可以监测到1级以上地震，全省绝大多数地区可监测2级以上地震，并组建了地震灾害紧急救援队。
伤亡解释
这次地震之后又引起了饥荒和瘟疫，造成了空前巨大的人员伤亡。地震当时即造成大量人口死亡，光报上名字的就有约83万人。震时正值隆冬，灾民冻死、饿死和次年的瘟疫大流行及震后其它次生灾害造成的死者无数可计。是世界上死亡人员最多的一次大地震。据有关专家分析，造成此次地震灾害还有不少其他方面的致灾因素：
1.震中区人口稠密，房屋抗震性能较差；
2.地震发生在午夜时分，地震前又没有明显的地震前兆，人们没有丝毫的精神准备；
3.水灾、火灾、疾病等次生灾害严重；
4.社会治安混乱，谣言四起，灾民惶惶不可终日；
5.当时的陕西经常干旱，发荒粮歉，人民饥饿，无居，过着饥寒交迫的生活，加上人们有听天由命的思想，缺少防震救灾知识以及突发性地震事的应变能力；
6.震中区位于河谷盆地和冲积平原，松散沉积物厚，地下水位高，地基失效，黄土窑洞极易倒塌。
