Theo Hàn Quốc và Nhật Bản, ước tính quy mô hạt nhân của vụ nổ là tương đương với khoảng 10 kilotons TNT (10 kt) tạo ra khoảng một sốc địa chấn cường độ 5,3 Richter.[2][5]

Tuy nhiên, Jeffrey Lewis của Viện Nghiên cứu Quốc tế Middlebury tại California nói với Reuters rằng các vụ nổ có quy mô ít nhất 20 đến 30 kt TNT.[3] Đánh giá này được các phương tiện truyền thông nước ngoài đăng lại.[6] Với quy mô nói trên, vụ thử hạt nhân này mạnh hơn "Little Boy", quả bom hạt nhân do Hoa Kỳ ném xuống thành phố của Nhật bản Hiroshima vào cuối thế chiến II.[7] Lewis nói rằng vụ nổ này là vụ nổ quy mô lớn nhất của Triều tiên từ trước tới nay và đã bình luận rằng ngày của vụ nổ là một ngày buồn do điều này chứng tỏ Triều Tiên đã tiến bộ đáng kể trong công nghệ liên quan đến hạt nhân và tên lửa.[3][6]

Quân đội Nhật Bản đã cử hai máy bay quân sự T-4 với thiết bị chuyên dụng đến đo phóng xạ trong không khí trong khi tổng thống Hàn Quốc, Park Geun-hye đã lên án Kim Jong-un là "điên cuồng và liều lĩnh" sau khi vụ thử nghiệm diễn ra.[3]