据史料记载及老人回忆，地震前预兆非常明显，主要表现在以下几个方面：气象异常，地下水异常，生物反应异常，震前地声、地光、地气明显等。
一、气象异常。大风忽起忽止，空中伴有黑红色云雾，大雨倾盆如注，震前天气闷热，房屋四壁烫如炭火，1937年8月1日，山东菏泽一日之内发生了两次强烈地震，给当地百姓带来了极为严重的损失。当时正处于抗战时期，日本军队大兵压境，北平、河北、山东一带人心惶惶，对于此时的菏泽百姓来说，这场从天而降的大灾难无疑是雪上加霜。震中区热伤7人，热死牲畜13头。
二、地下水异常。震区大部分井水变浑、变色、起沫、冒泡，水位忽高忽低甚至外溢、自喷，正如当地民谚所云：
井水是前兆,
无雨泉水浑，
天干井水冒。
水位升降大，
翻花冒气泡。
有的变颜色，
有的变味道。
三、生物反应异常。震前三天，震中区成群家燕露宿，驱赶不散；蝉出土比往年早一个月，而且数量特别多，四处乱爬；地震发生前一段时间，牛不吃草，马不进厩，成群的狗狂吠不已，成群的老鼠向背离震中的方向逃窜。
四、震前地声、地光、地气明显。临震前地声沉闷如雷，菏泽县城有多人看到东城墙外有红色火球升起，大如磨盘，明亮耀眼，在空中停留大约2秒钟后消失。随即一道白光闪过，大震来临，而有红色火球升起的地方，震后有东北向大裂缝，最宽处数十厘米。
地震现象歌诀：
牛马骡羊不进圈，猪不吃食狗乱咬。
鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫。
冰天雪地蛇出动，老鼠痴呆搬家逃。
兔子竖耳蹦又撞，鱼儿惊慌水面跳。
蜜蜂群迁闹轰轰，鸽子惊飞不回巢。
