這次 地震的時間是1920年12月1620日20時05分53秒。海原地震不僅是中國歷史上最大的地震之一，而且也是世界上最大的地震之一，而且也是世界上最大的地震之一，當時的震級是8.5級，地震波及了17個省市，有感面積達到了251萬平方千米，約佔中國面積的四分之一，是中國歷史上波及範圍最廣的一次大地震。
這次地震將200千米外的蘭州震倒了十分之三的房屋，使距震中400千米外的西安毀壞房屋約百戶，距震中1000千米外的北京「電燈要懂，令人目眩頭暈」，更遠的上海「時鐘停擺，懸燈搖晃」，廣州則是「掉繪泥片」，甚至在香港都是「大多數人感覺地震」。其有感範圍超過了大半個中國，甚至在越南的觀象臺上，也有「時鐘停擺」的現象。
大地震使當時村鎮埋沒，山崩地裂。海源、固原等縣城全毀，大量房屋倒塌，人員傷亡極重。由於地震發生在交通閉塞，幾乎與世隔絕的山區，而且當時軍閥混戰，兵荒馬亂，北洋軍閥對巨大的地震災難是無力救助的，而且適逢冬令，天寒地凍，災民又繼續死於凍傷、飢餓、瘟疫之中。
據當時《陝甘地震紀略》一文報導，大震之後，災區人民無衣、無食、無住、流離慘狀，目不忍聞，哭聲遍野，牲畜死絕，而狼狗開始成群出來吃人。據不完全統計，這次地震共造成死亡人數23.4萬人，上著不計其數，由於地震釋放的能量特別巨大，強烈的震動持續十幾分鐘，世界上96個地震臺都記錄到了這次地震，後來也就把這次地震稱為是「環球地震」。海原大地震在中國近代史上，真有重要的位置，創造了中國近代史上的幾項第一。
地震的時候，中國沒有一臺現代地震儀稱為是「環球大震」海原大地震在中國近代上，戰友重要的位置，創造了中國近代史上的幾項第一。
地震的時候，中國沒有一臺現代地震儀和地震臺。震後誰也弄不清楚震中在什麼地方，一個月周才把震中圈定在海原。地震後，北洋政府中央地震調查所立即籌備自己 的地震臺，並在1921年派員到法國 學習。1923年開始具體籌建工作，歷經7年，終於在1930年，在北平成立了中國第一個地震臺。
中央地震調查所的地址科學家提交了中國歷史上第一份地震科學考察報告，還首次在中國大陸上劃分了地震危險帶。1922年，世界地質大會在比利時首都布魯塞爾召開，中國學者第一次站在世界講堂上，宣讀了關於海原大地震和中國地震活動構造內容的論文，引起了世界各國專家的重視和極大的興趣。