据韩国联合参谋本部公布，当地时间9月9日上午9时30分，监测到朝鲜丰溪里一带发生黎克特制5.0级（即台湾芮氏规模5.0）地震。朝鲜官媒中央电视台随后报导，称该国已成功进行了第5次核试验。
韩联社引述韩国国防部官员指，据地震震级推算，此次爆炸当量可能高达1万吨，是朝鲜历次核试中威力最大的一次。
9月9日是朝鲜68周年国庆，韩国军方早已认定朝鲜可能随时进行核试，此前一直注视朝鲜相关动向。据韩国气象厅监测资讯，是次地震的震央位于朝鲜咸镜北道首府清津市西南方向78公里处，即朝鲜吉州郡丰溪里核试验场附近。
朝鲜核武器研究所亦于9日发表声明称，该所工作人员遵照劳动党的战略核力量建设构想，在北部核试验场成功试爆新研制的核弹头，经分析确认，爆炸当量、核材料利用系数等实测值与推测值一致。声明指，此次核试验确认了标准化、规格化核弹头的结构、工作特性、性能和威力，以便装载到朝鲜人民军的战略弹道导弹上，又指朝鲜已能随心所欲地生产小型化核弹头。
声明还谴责“以美国为首的敌对势力”一直否认朝鲜作为核国家的战略地位，并以制裁阻挠朝鲜行使作为主权国家的自卫权利，并形容此次核试验是回应敌人的实际行动，展现了劳动党及人民随时准备反制敌人的“超强硬决心”。
日韩强烈谴责、中国坚决反对
韩联社引述韩国青瓦台消息指，正在老挝万象出席东盟会议及东亚峰会的韩国总统朴槿惠于9日跟随行的参谋召开紧急对策回议；朴槿惠在会上谴责朝鲜无视国际社会的呼吁，而热衷于开发核武，形容朝鲜领袖金正恩的行为“疯狂、鲁莾”。
朴槿惠又称，朝鲜的挑衅举动只会招致国际社会更强硬的制裁和孤立，加速朝鲜崩溃。她又强调，韩国将联同国际社会促请联合国安理会对朝鲜采取进一步的制裁措施，并会采取一切手段促使朝鲜放弃核武。
韩国国防部及联合参谋本部已成立应对小组，韩国国务总理黄教安亦主持国安委紧急会议，商讨对策。
日本方面，首相安倍晋三强烈抗议朝鲜核试，强调“绝对不能容忍”。日本内阁官房长官菅义伟表示，安倍已下令在首相官邸成立朝鲜形势相关对策室，专责情报收集及分析，以向国民提供正确信息，并与中国、美国、韩国、俄罗斯等国合作协调。
日本外交部已发出抗议，外相岸田文雄强调，朝鲜核试是再一次违反联合国安理会的决议、日朝平壤宣言及六方会谈的宗旨。
中国外交部也对朝鲜进行核试验表示坚决反对。外交部声明称，中方强烈敦促朝鲜信守无核化承诺，遵守安理会决议，停止采取任何恶化局势的行动，并强调将与国际社会一道，坚定推进半岛无核化目标，坚持通过六方会谈解决有关问题。
若确认此次地震源于核试，这将是朝鲜史上第五次进行核试，距离上次核试仅8个月。今年1月6日，朝鲜第四次进行核试，并宣称成功试爆该国首枚氢弹；当时，丰溪里一带亦被测得约黎克特制5.0级的人为地震。
2月7日，朝鲜又以发射人造卫星为名试射远程弹道导弹。朝鲜的连串核导试验，已招致联合国于3月通过第2270号决议案，对朝鲜实施新一轮制裁措施。