Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), trận động đất đầu tiên ở Venezuelacó độ lớn 7,1 xảy ra vào khoảng sau 18h, với tâm chấn nằm ở phía Tây thị trấn Morón, cách thủ đô Caracas khoảng 168 km về phía Tây. Tâm chấn nằm ở độ sâu khoảng 22 km. Chỉ một phút sau, một trận động đất mạnh hơn với độ lớn 7,5 tiếp tục xảy ra. Tâm chấn của trận động đất thứ hai nằm cách Morón khoảng 16 km về phía Tây Nam, ở độ sâu 10 km. Đây được xem là một trong những trận động đất mạnh nhất xảy ra tại Venezuela trong hơn một thế kỷ qua.

Tại Caracas, người dân hoảng loạn chạy khỏi các tòa nhà rung lắc dữ dội. Nhiều người tập trung trên đường phố sau khi chứng kiến các bức tường đổ sập, để lộ nội thất bên trong các công trình. Các cột bụi lớn bốc lên tại nhiều khu vực trong thành phố.

Bà Patricia Parada, người dân Caracas nói: "Đối với tôi, đây là trận động đất mạnh nhất mà tôi từng chứng kiến. Nó kéo dài và rung lắc rất dữ dội. Chưa bao giờ động đất làm hư hỏng đồ đạc trong nhà như lần này. Tất cả kính, ly tách và nhiều vật dụng khác đều bị rơi vỡ".

Theo Bộ trưởng Nội vụ Venezuela Diosdado Cabello, rung chấn được cảm nhận tại nhiều nơi trên cả nước. Riêng khu vực Altamira ở thủ đô Caracas ghi nhận nhiều trường hợp nhà cửa và công trình bị sập đổ, gây lo ngại về thương vong. Nhà chức trách đã triển khai các lực lượng cứu hộ, đồng thời kêu gọi người dân nhường đường cho xe cấp cứu và phương tiện khẩn cấp. Người dân được khuyến cáo tiếp tục ở ngoài trời do nguy cơ xuất hiện các dư chấn có thể làm gia tăng thiệt hại.

Sau động đất, Trung tâm Cảnh báo Sóng thần Thái Bình Dương của Mỹ đã phát cảnh báo sóng thần đối với quần đảo Virgin. Cộng hòa Dominica cũng ban hành cảnh báo tương tự, trong khi cảnh báo đối với Puerto Rico được dỡ bỏ không lâu sau đó.

Mặc dù Venezuela nằm gần nhiều đứt gãy địa chất, động đất mạnh không thường xuyên xảy ra tại quốc gia Nam Mỹ này. Các chuyên gia cho rằng vị trí nằm giữa mảng kiến tạo Nam Mỹ và Caribe khiến hoạt động địa chấn tại đây ít phổ biến hơn so với nhiều khu vực khác ở Mỹ Latinh.