本市に被害をもたらした地震は、1952年十勝沖地震、1960年チリ津波地震、1968年十勝沖地震、1993年釧路沖地震、同年北海道南西沖地震、2003年十勝沖地震、2011年東北地方太平洋沖地震、2018年平成30年北海道胆振東部地震があります。
これらの地震のうち特に本市に大きな被害をもたらした二つの「十勝沖地震」、「平成30年北海道胆振東部地震」について、下記のとおり説明します。
1952（昭和27年）年 十勝沖地震
本市での被害は、非住家被害4棟、道路破損2箇所、橋梁破損1箇所等で、美々川、勇払川流域の湿地帯における老朽家屋に被害が多かった。| 発生日時 | 1952（昭和27）年3月4日 10時22分 |
| 震央 | 釧路沖（北緯41°48′東経144°08′） |
| M（マグニチュード） | 8.2 |
| 震度 | 震度6（豊頃、池田、十勝大津、浦幌、幕別、音別、厚真） 震度5（浦河、帯広、釧路他） 震度4（苫小牧他） |
| 人的被害 | 死者28人、行方不明5人 |
| 住宅全半壊 | 8,500戸余 |
| 船舶損害 | 451隻 |
| 津波 | 厚岸湾4m、八戸2m、特に霧多布での被害が大きかった |
1968（昭和43年）年 十勝沖地震
本市の被害は、死者1名（煙突倒壊による）、建物被害は半壊4棟、一部破損6棟等が主なもので、工場や学校等の大規模施設での被害が多かった。また、ライフライン関係では、都市ガスの配管損傷のため、数箇所でガス漏れが発生した。
上水道は、水源地からの本支管が30数箇所破損･亀裂が発生しただけでなく、停電のため揚水不能となり断水した。特に埋め立てた造成地である美園住宅地区での被害が大きかった。
電気は、管内358箇所で断線、電線被害546箇所、支持物被害348箇所、変圧器160箇所等の被害があった。特に、糸井、錦岡、沼ノ端等の近郊地区での被害が大きかった。
その他、鉄道、港湾施設にも大きな被害が発生した。
液状化現象は、清水小学校で発生した。
| 発生日時 | 1968（昭和43）年5月16日 9時48分 |
| 震央 | 三陸沖（北緯40°44′東経143°35′） |
| M（マグニチュード） | 7.9 |
| 震度 | 震度5（苫小牧、広尾、函館他） |
| 人的被害 | 死者52人（北海道2人）、負傷者330人（同133人） |
| 建物被害 | 北海道106戸、一部破損898戸 |
| 津波 | えりも町1.5～2.7m、北海道南岸1m前後、 苫小牧市1.6m 三陸海岸3～5m 被害は道南で大きかった |
2018（平成30）年 平成30年北海道胆振東部地震
本市の被害は、人的被害は死者2名、重傷者9名、軽症者15名、住家被害は半壊5件、一部破損340件等が主なもので、公共施設、霊園、港湾施設にも大きな被害が発生した。またこの地震では、日本国内で初めてとなるエリア全域におよぶ大規模停電（ブラックアウト）が発生し、北海道全域の約295万戸が停電する事態となった。
本市のほどんどの地域で停電解消が確認されたのは7日23：55頃で、その間、市が実施した市庁舎での非常用電源を使用した携帯電話等の充電サービスや、海上自衛隊による船舶を利用した入浴・充電等の支援に多くの市民が列を作った。
2018年 平成30年北海道胆振東部地震
| 発生日時 | 2018（平成30）年9月6日 3時7分 |
| 震央 | 胆振地方中東部（北緯42°41.4’ 東経142°00.4’） |
| M（マグニチュード） | 6.7 |
| 最大震度 | 震度7 （苫小牧市は震度5強） |
| 人的被害（全体） | 死者44名、重症51名、中等傷8名、軽症726名 ※R2.9.1時点 |
| 建物被害（全体） | 【住家】全壊491件、半壊1,816件、一部損壊47,105件 【非住家】全壊1,215件、半壊1,389件、一部損壊4,078件 ※R2.9.1時点 |
| 記録写真 （本市の様子） |
市庁舎から見た大規模停電時の様子（２枚とも同じ場所から撮影）  市庁舎での携帯電話等の充電サービスを利用する市民の様子   海上自衛隊による入浴・充電等の支援 （苫小牧西港に停泊した「しらせ」の様子）  白鳥王子アイスアリーナの外壁・高丘霊園の墓の被害写真   |
