Theo ghi chép thì một ngày trước khi động đất xảy ra, mực nước giếng ở một làng ngoại vi Đường Sơn đã dâng lên và hạ xuống ba lần, khí cũng thoát ra từ miệng giếng ở một làng khác vào ngày 12 tháng 7 và tăng lên trong hai ngày 25 và 26 tháng 7.[5] Hơn nửa tháng trước sự kiện, một nhà nghiên cứu của Ủy ban động đất Trung Quốc cũng đã rút ra kết luận rằng vùng Đường Sơn có thể sẽ phải hứng chịu một trận động đất cường độ lớn trong khoảng thời gian từ ngày 22 tháng 7 cho tới ngày 5 tháng 8 sau khi ông nhận thấy rằng có nhiều dấu hiệu địa chất bất thường được báo về từ Bắc Kinh, Thiên Tân, Đường Sơn, Trương Gia Khẩu.[1] Thông tin này đã được chia sẻ cho khoảng 60 người trong đó có một quan chức lãnh đạo của huyện Thanh Long, Tần Hoàng Đảo.[1]

Nhận thấy mức độ nghiêm trọng của lời cảnh báo, lãnh đạo Thanh Long đã chỉ thị cho nhân dân của huyện này chuẩn bị đối phó với thiên tai.[1] Chừng 470.000 dân của Thanh Long đã được chuẩn bị tinh thần, di tản tới nơi an toàn và huấn luyện cách đối phó với thảm họa.[1] Quyết định này sau đó đã được đánh giá cao vì nó giúp giảm tỉ lệ thương vong với kết quả là tỉ lệ thương vong ở Thanh Long thấp hơn rất nhiều so với các huyện không được chuẩn bị khác.

Trận động đất xảy ra vào lúc 3 giờ 42 phút sáng giờ địa phương (tức 19 giờ 42 phút ngày 27 tháng 7 tính theo giờ quy chuẩn quốc tế) và kéo dài trong vòng 10 giây.[6] Số liệu đo đạc chính thức của Trung Quốc cho thấy trận động đất này có cường độ 7,8 độ Richter.[4] Khoảng 16 giờ sau, Đường Sơn còn phải hứng chịu một đợt dư chấn có cường độ tương tự, nguyên nhân làm gia tăng con số thương vong. Các trung tâm dân cư lân cận như Tần Hoàng Đảo, Thiên Tân và thậm chí là Bắc Kinh đều phải hứng chịu thiệt hại nhẹ. Chấn động của cơn động đất đã lan tới tận Tây An nằm cách chấn tâm hơn 760 km.