Цунами было вызвано землетрясением, которое произошло около 5 часов утра недалеко от южной оконечности Камчатского полуострова.
Волны цунами достигли восточного побережья Камчатки и Курильских островов через 15–40 минут после землетрясения. В различных пунктах побережья наблюдалось две или три разрушительные волны, в большинстве из них самой высокой была вторая.
Население Северо-Курильска в тот момент составляло 6 тыс. человек.
Высота волн составила по данным геодезической съёмки 9–10 метров. После прохода первой волны часть убежавших от неё горожан вернулась обратно в надежде спасти имущество, что увеличило количество жертв, так как они были захвачены врасплох более сильной второй волной, подошедшей через 20 минут после первой. Третья волна была слабее, но она довершила разрушение города.
По предварительной оценке заместителя начальника Управления Министерств государственной безопасности Сахалинской области подполковника Смирнова, в Северо-Курильске погибло около 1200 человек (20 % населения). По данным архивных материалов, на Северных Курилах в результате катастрофы погибло в общей сложности 2336 человек.