長野県の主要な活断層は、県内をほぼ南北に縦断するように糸魚川－静岡構造線断層帯が延びており、諏訪湖付近では伊那谷断層帯が並走しています。諏訪湖付近から南西方向には、境峠・神谷断層帯とその延長上に木曽山脈西縁断層帯が、県北東部には十日町断層帯、信濃川断層帯（長野盆地西縁断層帯とも言います）があります。
これまでに、県内では浅い場所で被害地震が比較的多く発生してきました。歴史の資料には、７６２年（Ｍ不明）と８４１年（Ｍ６．５以上）に県内に大きな被害を及ぼした地震があったとの記録があります。このうち、７６２年の地震は、その被害が美濃、飛騨にも及ぶことなどから、糸魚川－静岡構造線断層帯の地質学的調査によって認定された１２００年前の活動に該当する可能性があります。
県内の活断層で発生した地震としては、１８４７年の善光寺地震（Ｍ７．４）があります。この地震は、長野盆地西縁断層帯で発生し、長野付近から飯山周辺まで地表に断層運動によるずれが生じました。この地震による被害は、現在の新潟県上越市付近から松本付近に至る地域に及びましたが、特に水内郡（旧名、現在の飯山市）や更科郡（旧名、現在の長野市）で非常に大きな被害が生じました。死者は、当時の松代領で２，６９５名、飯山領で５８６名、善光寺領で２，４８６名だったほか、善光寺自体に大きな被害はなかったものの、全国からの善光寺への参詣者７，０００～８，０００名のうち、生き残った人は約１割とも言われています。また、各地で多数の家屋が倒壊しました。さらに、この地震によって多数の山崩れが生じ、そのうち虚空蔵山が崩れたものは犀川をせき止め、周辺の村を水没させたほか、後に決壊して下流部で洪水となり、大きな被害が生じました。