Pusat gempa bumi (episentrum) berada di darat, sekitar Kecamatan Sirenja, Kabupaten Donggala.
Guncangan gempa bumi ini dilaporkan telah dirasakan cukup kuat di sebagian besar provinsi Sulawesi Tengah, Sulawesi Barat, dan sebagian Kalimantan Timur serta Sulawesi Selatan, Gorontalo, dan Sulawesi Utara.
Di Makassar misalnya, getaran sempat dirasakan beberapa detik. Di Menara Bosowa, karyawan berlarian meninggalkan gedung. Di Palopo, Sulawesi Selatan, guncangan membuat warga berlarian meninggalkan rumah.
Di Samarinda, gempa turut dirasakan sampai warga keluar berhamburan dari gedung dan pusat perbelanjaan.
Di Balikpapan, guncangan gempa turut dirasakan di rusunawa, dan hotel. Secara umum gempa dirasakan berintensitas kuat selama 2-10 detik.
Dengan memperhatikan lokasi episentrum dan kedalaman hiposenttrum gempa bumi, tampak bahwa gempa bumi dangkal ini terjadi akibat aktivitas di zona sesar Palu Koro.
Sesar ini merupakan sesar yang teraktif di Sulawesi, dan bisa pula disenut paling aktif di Indonesia dengan pergerakan 7 cm pertahun. Sesar yang diteliti di LIPI baru sampai sesar darat. Sedangkan sesar di laut sama sekali nihil dari penelitian.
Menurut Sutopo Purwo Nugroho, gempa bumi yang terjadi "merupakan jenis gempa bumi dangkal akibat aktivitas sesar Palu Koro, yang dibangkitkan oleh deformasi dengan mekanisme pergerakan dari struktur sesar mendatar mengiri (strike-slip sinistral)".
Sehubungan gempa ini, Wahyu W. Pandoes dari pihak BPPT menyatakan bahwa gempa ini berkekuatan 2,5 × 1020 Nm atau setara 3 × 106 ton TNT. Ini serupa 200 kali bom Hiroshima.***
