１６日に起きた地震の影響で、ＪＲ那須塩原―盛岡駅間の運転見合わせが続く東北新幹線の設備は多数の損傷が見つかっている。１７日、ＪＲ東日本が常磐線と共に被害状況を明らかにした。
東北新幹線では宮城県白石市の脱線現場を始め、レールのゆがみや電柱の破損が見つかった。福島駅の新幹線ホームでは屋根の一部が落下。福島県国見町の高架橋では橋脚の一部がはがれ落ち、鉄骨がむき出しになった。
福島県相馬市の常磐線日立木駅ではホームの足場が線路へ落ちた。原ノ町―鹿島駅間の橋りょうが損傷した。広野―駒ケ嶺駅間では線路のゆがみや、レールわきの敷石の流出などが約３０カ所で確認された。