Theo Viện Địa vật lý và núi lửa quốc gia Italy, trận động đất đầu tiên diễn ra vào lúc 10h15 sáng theo giờ địa phương với độ lớn 4.3, chấn tiêu chỉ ở độ sâu khoảng 8 km tại khu vực Công viên San Rossore, cách trung tâm thành phố Pisa khoảng 7 km về phía Tây. Khoảng 3 giờ đồng hồ sau, trận động đất thứ hai có độ lớn 3.2 tiếp tục xảy ra với tâm chấn cách Pisa 5 km. Dư chấn được cảm nhận rõ rệt tại các tỉnh lân cận như Lucca, Livorno, Massa Carrara, và thậm chí lan tới cả Bologna và Genoa.
Trận động đất khiến hàng trăm người dân và nhân viên công sở tại các thành phố Pisa và Livorno hoảng loạn. Tổng đài khẩn cấp 112 nhận hàng trăm cuộc gọi từ người dân. Nhằm đảm bảo an toàn, chính quyền địa phương đã tạm thời sơ tán Tòa thị chính Pisa, Tòa án thành phố cùng một số văn phòng công cộng. Tại San Giuliano Terme, 3 hộ gia đình đã phải sơ tán khẩn cấp do tòa nhà xuất hiện dấu hiệu mất an toàn kết cấu.
Chủ tịch vùng Tuscany, ông Eugenio Giani, cho biết hệ thống phòng vệ dân sự và lực lượng cứu hỏa đã nhanh chóng kích hoạt Trung tâm vận hành tòa thị chính (COC) để kiểm tra các công trình công cộng, trường học và di sản. Đáng chú ý, Tháp nghiêng Pisa và các bảo tàng tại Quảng trường Miracoli không bị ảnh hưởng và vẫn mở cửa đón du khách bình thường. Về giao thông, Mạng lưới Đường sắt Italy (RFI) đã tạm dừng hoạt động trên các tuyến nối Pisa với Empoli, Livorno, Lucca và Viareggio trong khoảng 4 giờ đồng hồ để kiểm tra kỹ thuật. Hiện toàn bộ các tuyến đường sắt đã lưu thông trở lại dù ghi nhận tình trạng trễ chuyến kéo dài.
Ông Enrico Paolucci thuộc Viện Địa vật lý Tuscany nhận định, cường độ của chuỗi động đất này hoàn toàn phù hợp với lịch sử địa chấn của khu vực và hiện đang tạo thành một cụm động đất nhỏ trong vùng.
