Esta zona se caracteriza por una sismicidad moderada, aunque con la ocurrencia de los terremotos de mayor magnitud de los cuales tenemos constancia en el entorno de la península ibérica, y constituye una de las regiones de mayor riesgo de tsunami en el Atlántico. De hecho, en esta área, hay catalogados tres terremotos que han generado tsunami y afectado a las costas españolas. Además, otros terremotos en esta zona han producido tsunamis que han afectado al menos a las costas portuguesas.

La actividad sísmica de esta región refleja la complejidad de la convergencia entre las placas africana y euroasiática en la zona, sin una alineación clara de los epicentros. De hecho, la mayoría de los terremotos se distribuyen en grupos o ‘clusters’, principalmente en la mitad norte del golfo de Cádiz extendiéndose hasta la parte occidental de la cordillera de Gorringe. Esta sismicidad parece estar generada en el manto litosférico más que en la corteza, con hipocentros localizados principalmente entre 30-40 km de profundidad, y observándose terremotos a profundidades que en algunos casos alcanzan los 50-60 km, aunque sin marcar claramente una zona de subducción. Esto podría explicarse por un comportamiento frágil de la litosfera oceánica vieja y fría hasta el manto superior. Aunque no hay un conocimiento claro de la relación entre esta sismicidad y las fallas activas cartografiadas en la zona, la mayoría de los mecanismos focales disponibles son de tipo inverso y de desgarre con una compresión horizontal máxima en dirección NO-SE.

Históricamente, el terremoto más importante registrado es el terremoto de 1755, también conocido como terremoto de Lisboa. Localizado al suroeste del cabo de San Vicente, se estima de una magnitud 8,5 y que fue sentido con una intensidad máxima de X en el sur de Portugal además de en Europa occidental y norte de África. Este terremoto generó un tsunami con olas que alcanzaron alturas de 10-15 metros en el golfo de Cádiz y en total se estima que causó unas 15.000 víctimas. En el extremo más occidental de esta zona, destaca también el terremoto de 1761, localizado al suroeste del monte submarino Coral Patch, de similar magnitud estimada en torno a 8,5 y que alcanzó una intensidad máxima de IX. Este terremoto llegó a ser sentido también en distintas zonas de Europa y provocó un tsunami que llegó a las costas de Portugal, España, Gran Bretaña e incluso Barbados, aunque con mucha menor severidad que el de 1755. Otros terremotos históricos a resaltar son los ocurridos en 1356 y 1791, localizados al suroeste del cabo de San Vicente, en las proximidades del terremoto de 1755, el primero sentido con intensidad máxima VIII y magnitud estimada en torno a 7,6, y el segundo de intensidad máxima VI y magnitud estimada en torno a 6,2. Por otra parte, en la zona del golfo de Cádiz, destacan los terremotos de 1722 en Tavira (Portugal), de magnitud estimada 6,0, que devastó varias localidades del sur de Portugal, donde alcanzó intensidad VIII, y causó un tsunami local que inundó zonas someras de Tavira y más al sur el de 1773, con magnitud estimada 6,5 que fue percibido con una intensidad máxima de VII. Frente a las costas portuguesas también destaca un terremoto en 1856 de magnitud estimada 6,2 y sentido con intensidad máxima de VII-VIII.

Ya en la época instrumental, el terremoto más importante de esta zona fue el de 1969 de M7,8, localizado al suroeste del cabo de San Vicente, en la llanura abisal de Herradura, que fue sentido con intensidades VIII-IX y VIII en varias localidades del sur de Portugal y que produjo un pequeño tsunami en las costas de Marruecos, Portugal y España. También cabe mencionar el terremoto de 1941 de M6,7 y, en la zona del golfo de Cádiz, el terremoto de 1964 de M6,6 que fue percibido con intensidad máxima de VII. Más recientemente, destacan dos terremotos ocurridos en 2007 (Mw 6,1) y 2009 (Mw 5,7), ambos sentidos con intensidad máxima de IV y localizados en las proximidades de los terremotos de 1969 y 1755 respectivamente.