历史上，临沂地区发生过多次破坏性地震，其中最为剧烈的当属1668年7月25日的郯城8.5级大地震。此次地震震中位于郯城县今临沂市郯城县，是中国东部有记载以来震级最高的地震之一。据史料记载，地震发生时“有声如雷，地裂泉涌，城郭房屋倒塌殆尽”，破坏范围达数百公里，北至河北，南抵江苏，西到河南，东及黄海，均有强烈震感。《郯城县志》详细记录了当时的灾情：“郯城房屋倾颓十之八九，地裂深数丈，涌出黑水，压死人民不可胜计”，可见其破坏力之强。
除1668年大地震外，临沂历史上还发生过多次中等强度地震。例如，明代永乐年间1403-1424年，临沂附近曾发生5级左右地震，造成局部房屋损坏；清代乾隆年间1736-1795年，莒县今属临沂发生6级地震，导致城墙坍塌、民房损毁。民国时期，1937年8月1日，菏泽7级地震虽震中不在临沂，但临沂地区仍有明显震感，部分老旧房屋出现裂缝。
进入现代，随着地震监测技术的发展，临沂地区的地震活动被更精确地记录。据山东省地震台网数据，20世纪以来，临沂及周边地区发生过多次3-4级有感地震，虽未造成重大破坏，但显示出郯庐断裂带仍处于相对活跃状态。