20日傍晚到21日下午，渤海和黃海中北部各潮位站在無明顯天氣系統的情況下出現80到160厘米的增水，遼寧省沿岸出現了達到當地紅色警戒潮位的高潮位，河北省秦皇島市、唐山市和山東省煙臺市出現了達到當地橙色警戒潮位的高潮位，天津市、河北省滄州市、山東省濰坊市和威海市出現了達到當地黃色警戒潮位的高潮位；19日中午，江蘇南通沿海還出現了達到當地紅色警戒潮位的高潮位。長江口以南沿海尚未發現異常增水，我國乃至全球其他海域同時段也未發現類似異常情況。
本次異常增水過程強且持續時間長，1米左右的異常增水在渤海沿岸持續時間超過20小時，疊加天文高潮導致21日凌晨前后遼寧省多個潮位站出現破歷史記錄的高潮位，遼寧、河北、天津等多地出現海水倒灌現象。目前，在國內外尚未發現有明確記載的此類案例。
自然資源部有關專家分析認為，此次異常增水主要與外海大范圍風暴潮波的震蕩回流和天文高潮的疊加有關。在此次異常增水發生前，受冷空氣和出海氣旋共同影響，10月18日至19日上午，渤海灣、萊州和山東半島沿岸出現了一次強風暴潮過程。19日下午至20日白天，渤海沿岸普遍出現了最大超過100厘米的持續減水過程，致大量海水在外海堆積，20日夜間到21日早晨，堆積的海水震蕩回流正好疊加在當地天文高潮上，導致遼寧、河北和天津等地沿岸普遍潮位較高。
自然資源部已于10月21日啟動海洋災害四級應急響應，派出5個專家組趕赴遼寧、天津、河北、山東指導地方核查部分岸段異常增水情況，做好災情調查和評估工作。
