ノイタミナ枠では前作『東のエデン』に次いで2作目となるオリジナルストーリーアニメであり、共同制作の1社であるキネマシトラスにとって初の30分枠かつ民放で放送された作品でもある。

防災、危機管理の視点も持ち合わせている内容で、巨大地震が発生し大きな被害を受けた東京を舞台に、一人の少女を中心とした被災者の目線で物語が進んでいく。第1話では、ノイタミナ作品の初回平均視聴率としては最高の5.8%を記録した。

その後は防災イベントやBSフジなどの一部放送局で総集編が断続的に公開され、CS放送ではシリーズ全話が再放送されている。2010年5月にはTV版を元に脚色を加えた小説が発売された。

平成21年度（第13回）文化庁メディア芸術祭アニメーション部門において優秀賞を受賞。

なお、マグニチュード8.0の本来の読みは「はちてんれい」である。

2012年7月21日、土曜日。中学1年生の小野沢未来は周囲への不満を募らせる鬱屈した日々を送っていた。そんな中で迎えた夏休み初日、未来は弟の悠貴のお守りを頼まれ、しぶしぶ一緒にお台場のロボット展へと向かう。悠貴がロボット展を満喫する一方で、特に興味の無い未来は一人暇を持て余しており、最近何かとイライラしていた事もあって何の気無しに「こんな世界、こわれちゃえばいいのに」とインターネットに書き込む。

その途端、東京湾北部を震源とする最大震度7(マグニチュード8.0)の直下型大地震が発生し、誰もが経験した事のない激しい揺れが東京を襲った。お台場は無残に崩壊し、周囲の街もその姿を瓦礫の山へと変えていく。書き込みが本当になってしまったと戦慄する未来は、はぐれた悠貴を探して火事と倒壊の進む施設内へと咄嗟に飛び込んでいく。途中、出会ったバイク便ライダー日下部真理の協力もあり、無事に悠貴と再会するも周囲は自分と同じ帰宅困難者で溢れていた。真理に励まされ、未来と悠貴は自宅のある世田谷へと向かって崩壊した街を歩み始める。

ライフラインの断絶、連絡橋の崩壊など、容赦の無い現実に押し潰されそうになる未来だったが、頼りになる真理と気丈に振る舞う悠貴の支えによって何とか歩みを進めていく。しかし東京タワー付近に来た際、未来は溜まりに溜まった不満を悠貴にぶつけてしまう。それは必死に耐えていた悠貴の感情を爆発させ、二人は泣き合った。その時、東京タワーが倒壊し、悠貴は未来を庇って瓦礫で頭を打ってしまう。幸い、こぶができた程度で済んだが未来は自分を省み、悠貴への態度も改めるようになる。夜、未来の通っている六華女学院へと辿り着く。そこは避難所となっており、未来らはある老夫婦と出会う。老夫婦は夏休みでたまたま遊びに来ていた孫を地震で亡くしてしまい、妻は心を病んで未来と悠貴を孫を思い込む。夫はその妻を気遣いつつ、気丈にボランティア活動を行っていた。二人の姿に未来は涙を流し、両親へ不満を抱いてばかりだった事を反省する。

翌日、靴も履き替えて心機一転した未来は、再び真理、悠貴と共に歩き出す。しかしその途中、真理の家のある三軒茶屋で大規模な火災が発生している事を知り、未来は真理を気遣って家に向かうように促す。しかし真理は迷った末に家族の無事を信じる事にし、未来と悠貴との同行を続ける。ロボット好きの少年・野々宮健斗との出会いなども経て未来は成長していくが、突如として悠貴が倒れてしまい、病院へと向かう。未来は悠貴が死ぬ不吉な夢に目を覚ますが、悠貴は何事も無かったように元気になっていた。一方、真理は未来を妙に気遣うなど、どこか違和感のある態度になっていた。

未来達は三軒茶屋に辿り着くも、遺体安置所には真理の娘と義母と思しき遺体があった。憶測や風評に晒されてナーバスになっていた真理は娘と義母が死んだと絶望し、遺体の確認もせず蹲ってしまうが、悠貴の言葉を受けた未来は二人の生存を信じて探し回り、その甲斐あって真理の娘と義母が無事だったことを突き止める。家族との再会を喜ぶ真理を気遣い、未来と悠貴は彼女に黙って二人だけで出発した。

もうすぐ家に着くという頃、悠貴の通っている小学校で彼の親友である樹と再会する。樹は悠貴の無事を喜ぶも、しかし悠貴は忽然と姿を消していた。未来と樹は悠貴を探すが、やがて未来は昨夜の出来事を思い出す。病院に担ぎ込まれた悠貴は助からなかったのだ。東京タワーで未来を庇った際に脳挫傷を起こしており、それが致命傷となって息を引き取っていた。未来はそのショックのあまり無意識のうちに記憶を書き換え、自分だけに見える幻の悠貴を認識していたのだった。幻の悠貴は、自分が既に死んでいるという真実を告げて消える。未来は虚ろな足取りで一人自宅を目指すも、悠貴の死を両親に告げる決心がつかず帰れずにいたが、再び現れた幻の悠貴に導かれてようやく自宅に辿り着き、母と再会する。それを見届けると悠貴は今度こそ消えてしまった。両親は既に真理に悠貴の死を知らされていたが、未来は改めて悠貴の最期を伝える。

震災から1ヶ月後。各地で復旧工事が進んでいたが、未来の心は深く傷ついたままで悠貴の死から未だ立ち直れずにいた。そんな中、真理が未来の家を訪ね、悠貴の形見のリュックを返す。その中には未来が避難中に苛立って捨てた携帯電話があり、1ヶ月分の溜まったメールの中に真理からの覚えのないメールがあった。それは避難所で過ごした夜、悠貴が真理の携帯から送ったものであり、未来への素直な想いが綴られていた。悠貴からのメッセージを受け取った未来は再び立ち上がり、天国で見ている悠貴に恥じないよう歩き続ける事を決意するのだった。

フィルムコミック最終頁に詳しい解説がある。

• 発生日時 - 2012年7月21日、15時46分頃
• 震源地 - 東京湾北部
• 地震の形態 - 直下型地震
• 震源の深さ - 約25km
• 地震の規模 - M8.0
• 最大震度 - 震度7（東京湾北部周辺）
• 死亡者数 - 推定18万人（2012年7月23日時点）
• 行方不明者 - 15万人（同上）
• 重軽傷者 - 20万人以上（同上）
• 帰宅困難者 - 推定約650万人

• 監督 - 橘正紀
• シリーズ構成 - 高橋ナツコ
• キャラクターデザイン - 野崎あつこ
• セットデザイン - 植田均
• 3D監督 - 井野元英二
• 美術監督 - 中島美佳、小木斉之
• 色彩設計 - 加藤里恵
• 撮影監督 - 大神洋一
• 編集 - 廣瀬清志
• 音響監督 - たなかかずや
• 音楽 - 大谷幸
• プロデューサー - 尾崎紀子、松家雄一郎
• アニメーション制作 - ボンズ、キネマシトラス
• 制作 - 東京マグニチュード8.0製作委員会（フジテレビジョン、アスミック・エースエンタテインメント、ソニー・ミュージックエンタテインメント、電通、ボンズ、キネマシトラス）

• 放送日はフジテレビ基準。

• 2009年12月12日の3時35分 - 4時35分に、フジテレビにて60分構成の『文化庁メディア芸術祭受賞記念『東京マグニチュード8.0』特別総集編』が放送された。
• 2010年1月16日放送の「阪神・淡路大震災から15年 神戸新聞の7日間〜被災地に生きた記者達の闘い〜」の関連番組として同月14日2時38分 - 3時38分に、再度放送された。
• 2010年1月17日、「阪神/淡路大震災15周年記念事業」として、上映時間95分に編集された総集編が神戸及び東京の3会場にて上映された。
• 2010年2月14日の13時 - 14時50分に、BSフジにて本作品の本編11話分の総集編を放送。
• その他、防災シンポジウムin早稲田地球感謝祭（2010年9月23日）や、すみだ耐震補強フォーラム（2010年9月1日）などのイベントで総集編の上映が行われた。

• 取材協力先として東京消防庁、海上保安庁、陸上自衛隊、東京DMAT、東京都立墨東病院がある。実際の地震災害の救援関係各機関への取材協力でシミュレーションしているが、演出の都合上実際と異なる場合があることを作品開始前にテロップで告知している。
• 東京消防庁は本作をデザインした住宅用火災報知器及び家具転倒防止の啓発ポスターを配布している。また、陸上自衛隊、内閣府も本作を起用したポスターを製作した。
• オープニングの背景で使用されているリトグラフは元田久治の作品。
• 同じく地震をテーマとしたコンピューターゲーム『絶体絶命都市3 -壊れゆく街と彼女の歌-』の公式サイト（現在は閉鎖）にて本作とコラボレーションしており、両作のキャラクターが共演した画像が公開されていた。また、未来役の花村怜美は役作りの参考として同作をプレイしている。