Thủ tướng gửi lời thăm hỏi đến chính quyền và nhân dân các địa phương bị ảnh hưởng bởi động đất, yêu cầu UBND các tỉnh Sơn La, Lai Châu, Hòa Bình chỉ đạo khẩn trương kiểm tra, đánh giá thiệt hại, ảnh hưởng của động đất đến công trình nhà ở của nhân dân và công trình cơ sở hạ tầng trên địa bàn; kịp thời phát hiện, triển khai công tác cứu hộ, cứu nạn, khắc phục hậu quả để bảo đảm an toàn tính mạng cho người dân. Đồng thời thông tin kịp thời về động đất và dư chấn do động đất, hướng dẫn kỹ năng ứng phó, ổn định tâm lý cho nhân dân, tránh gây hoang mang, nhất là đối với các hộ đồng bào dân tộc thiểu số.
Thủ tướng cũng yêu cầu 3 tỉnh chỉ đạo kiểm tra các công trình hồ đập thủy lợi, thủy điện, kịp thời phát hiện, khắc phục các sự cố, hư hỏng để bảo đảm an toàn cho công trình. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Công thương theo chức năng quản lý nhà nước được giao chỉ đạo kiểm tra, triển khai công tác bảo đảm an toàn hồ đập, nhất là các hồ đập lớn tại khu vực bị ảnh hưởng của động đất. Ban Chỉ đạo Trung ương về phòng, chống thiên tai, Viện Vật lý Địa cầu tiếp tục theo dõi dư chấn động đất, kịp thời thông tin phục vụ công tác chỉ đạo ứng phó theo chức năng, nhiệm vụ được giao.
Theo thông báo của Trung tâm Báo tin động đất và cảnh báo sóng thần (Viện Vật lý Địa cầu), vào hồi 12 giờ 14 phút 51 giây (giờ Hà Nội) ngày 27-7, một trận động đất có độ lớn 5,3 độ richter đã xảy ra tại vị trí có tọa độ 20,83 độ vĩ Bắc - 104,65 độ kinh Đông, thuộc địa bàn tỉnh Sơn La, độ sâu chấn tiêu khoảng 14km. Trận động đất đã tạo dư chấn tới tận TP Hà Nội, khiến hàng loạt tòa nhà cao tầng ở nhiều khu vực bị rung lắc mạnh, người dân cảm nhận rất rõ. Ngay sau động đất xảy ra, trên mạng xã hội, nhiều người chia sẻ trạng thái cảm xúc về hiện tượng này.
Tiếp theo đó, lúc 12 giờ 39 phút 56 giây, lại xảy ra động đất nhưng cường độ chỉ 3 độ richter, tại vị trí có tọa độ 20,907 độ vĩ Bắc - 104,683 độ kinh Đông, độ sâu chấn tiêu khoảng 10km. Viện Vật lý Địa cầu xác định, khu vực xảy ra tâm chấn động đất là huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La. Đến hồi 15 giờ 52 phút 26 giây (giờ Hà Nội), tiếp tục xảy ra trận động đất thứ ba có độ lớn 3,8 độ richter tại vị trí có tọa độ 20,93 độ vĩ Bắc - 104,66 độ kinh Đông, độ sâu chấn tiêu khoảng 12km, cũng trên địa bàn huyện Mộc Châu. Tiếp đến, hồi 16 giờ 17 phút 7 giây (giờ Hà Nội), xuất hiện trận động đất thứ tư có độ lớn 3,3 độ richter ở tọa độ 20,925 độ vĩ Bắc - 104,68 độ kinh Đông, độ sâu chấn tiêu khoảng 8,6km vẫn thuộc huyện Mộc Châu.
Đến chiều 27-7, UBND tỉnh Sơn La đã báo cáo tình hình thiệt hại xảy ra tại 2 huyện Mộc Châu và Yên Châu của tỉnh này. Theo đó, động đất đã làm lún, nứt tường, rơi vỡ nhiều mảnh trát tường, trần nhà, nứt gãy nhiều đoạn cổ trần, chập cháy nổ hệ thống điện tại trụ sở làm việc của UBND xã Nà Mường, UBND xã Tà Lại và UBND xã Lóng Sập. Có 2 nhà văn hóa tại xã Tân Hợp và Tà Lại, 2 trạm y tế xã Tà Lại và Quy Hướng, 1 trường học mầm non của xã Tân Hợp bị sập trần, lún nứt tường. Động đất còn làm lún nứt tường, vỡ ngói, sập trần nhựa tại 127 ngôi nhà của người dân tại 8 xã và thị trấn; làm đá rơi bẹp đầu 1 ô tô tại tiểu khu Pa Khen, thị trấn nông trường Mộc Châu.