Le séisme mesurait 7,5 sur l’échelle de magnitude de Richter (révisé par l’USGS à 7,3) et a provoqué un glissement de terrain de 80 millions de tonnes, qui a formé un barrage de glissement de terrain sur la rivière Madison. Le tremblement de terre a été le plus puissant à frapper l’État du Montana dans les temps historiques. Le glissement de terrain a dévalé le flanc nord de Sheep Mountain, à une vitesse estimée à 100 miles par heure (160 km/h), tuant 28 personnes qui campaient sur les rives du lac Hebgen et en aval, le long de la rivière Madison. En amont, les failles causées par le tremblement de terre ont forcé les eaux du lac Hebgen à se déplacer violemment. Une seiche, un effet de vague créé par le vent, la pression atmosphérique ou l’activité sismique sur l’eau, a culminé au-dessus du barrage Hebgen, provoquant des fissures et de l’érosion.
Le tremblement de terre a créé des cicatrices de faille jusqu’à 20 pieds (6,1 m) de haut dans la zone proche du lac Hebgen et le fond du lac lui-même a baissé sur la même distance. 32 000 acres (130 km2) de la zone près du lac Hebgen se sont affaissés de plus de 10 pieds (3,0 m). Plusieurs geysers dans les sections nord-ouest du parc national de Yellowstone sont entrés en éruption et de nombreuses sources chaudes sont devenues temporairement boueuses.
Dans les environs immédiats du séisme et du glissement de terrain qui en a résulté, quelques dizaines de cabanes et de maisons ont été détruites. Les dommages globaux aux bâtiments et aux routes ont été mineurs avec des coûts de dommages placés à 11 millions de dollars en 1959. Des répliques sismiques allant jusqu’à 6,5 sur l’échelle de Richter ont continué pendant plusieurs mois. À l’époque, le tremblement de terre était le deuxième plus important à se produire sur le territoire continental des États-Unis au cours du 20e siècle.