美國和中國的地震監測機構均監測到北韓發生地震。9月3日當地時間下午3時，北韓官方聲稱，氫彈試爆「成功」。
據韓聯社報道，北韓核武器研究所3日發表聲明稱，當地時間中午12時在北韓北部核子試驗場「成功」進行用作洲際彈道導彈（ICBM）彈頭的氫彈試驗。
北韓中央電視台3日下午播報了此消息。朝中社稱，北韓勞動黨當天上午召開政治局常委會議，「金正恩親自署名進行氫彈試驗的命令」。
北韓這次核試驗適逢金磚五國首腦峰會之際。BBC駐北京記者麥迪文（Stephen McDonell）指，這已是北韓至少第三次在中國有重大外交活動之際舉行核試驗。
早前，美國地質調查局偵測到北韓發生一次5.6級地震，之後上修強度至6.3級。
據中國地震台最先的消息說，9月3日11時30分在北韓（北緯41.35度，東經129.11度）發生6.3級地震，震源深度0千米。之後，中國地震台網指，11時38分在北韓（北緯41.21度，東經129.18度）再發生一次4.6級地震，震源深度0千米，並標示為「塌陷」。
吉林省延吉、長白山池北區、吉林市、長春市、白山市等多地有明顯震感，持續時間大約8秒。
南韓國防部和氣象部門表示，當地時間中午12時36分，在北韓東北部的豐溪里地下核試驗場監測到震級為5.6級的「人工」地震，震源深度0千米。氣象廳官員稱，地震產生的縱波遠強於橫波，符合人工地震特徵，震央位置也與歷次核試地點一致。
韓聯社引述軍方官員報道，北韓或已進行第6次核試。報道稱，南韓各地有震感。
事發後，南韓下令全軍加強對北韓警戒。韓聯社報道，南韓總統文在寅於下午1時30分緊急召開國安會。
日本首相安倍晉三表示，日本相關部門認為北韓地震可能是人為引起的。
9月3日，北韓中央通訊社報道稱，金正恩視察兵工廠情況，並察看了洲際彈道火箭戰鬥部將攜帶的「新製造氫彈」。當地時間下午3時，北韓官方宣稱氫彈試爆「成功」，並可搭載上洲際彈道導彈使用。
今年8月底，南韓情報部門已指出，北韓豐溪里核試驗場的兩個坑道已做好試爆的工作準備，有可能會在北韓9月9日國慶日前後試爆。
北韓第五次核試驗是在2016年的9月9日，當時爆炸的震級為5.0級。2016年1月進行第四次核試時，爆炸震級則為4.9級。
今年7月間，北韓兩度試射洲際彈道導彈；8月29日晨，北韓又發射了一枚飛行長度達2700公里的導彈，導彈飛越日本領土，落入距北海道襟裳岬以東1180公里處，於太平洋墜海。
8月30日，美國、日本和南韓的戰機進行了軍事演習，作為對北韓這次試射的強力回應。美軍的B-1B轟炸機和F-35B戰鬥機史無前例的同時飛臨南韓，被視為美軍釋放進攻姿態的信號。
美國太平洋空軍司令奧肖納西（Terrence J. O』Shaughnessy）將軍在一份聲明中表示，這次軍演是對北韓29日發射越過日本的中程彈道導彈的直接回應。
韓聯社報道，南韓空軍作戰司令部司令元仁哲中將表示，南韓空軍擁有完善的聯合作戰能力，不論敵人何時、何地、何種方式挑釁，都將嚴懲不貸，令敵人深感恐懼和追悔莫及。
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