本地域の地盤沈下は、昭和32年頃より生じたと推定されるが、昭和35年白石平野の背後山麓線に沿って、幅300m、長さ5㎞にわたる亀裂を伴った凹溝状の沈下帯が出現し注目されるようになった。その後は昭和48年に年間最大約13㎝の沈下を観測したのをはじめ全般的にかなりの沈下が続き、その範囲も有明海北岸平野部の殆ど全地域に拡大した。最近、佐賀市内の沈下は鈍化しており、白石地区でも近年やや鈍化しているものの、渇水年であった平成6年度は年間最大約16㎝の沈下が生じ、同じく渇水年であった平成17年度は年間最大約3cmの沈下が生じた。この地域の地下水は、佐賀地区ではそのほとんどが工業用水及び建築物用水として、また、白石地区では平成13年に水道用水が表流水に転換されたことにより、現在ではほとんどが農業用水として利用されている。県は昭和49年7月、公害防止条例（現、佐賀県環境の保全と創造に関する条例）を改正して地下水採取の規制を始めた。

佐賀平野は主に、筑後川、六角川、その他の河川の堆積作用による浅海性堆積物及びローム(沖積世の有明粘土層)が海退により、あるいは臨海部では古くからの干拓により陸化したもので、平野のかなりの部分が三角州である。有明粘土層は厚さ10～30m、この下位は粘土、シルト～砂礫互層からなる洪積層であって、主要な帯水層は深度約50m以深にある平均厚さ120m程度の砂礫層である。

佐賀平野の地下水採取量は、吐出口断面積21cm²を超える井戸を対象とした県調査(令和3年度)によれば約2.4百万m³/年で、このうち佐賀地区の地下水採取量は約2.0百万m³/年で工業用が約93％を占め、建築物用がこれに続いている。白石地区の地下水採取量は、平成23年度以前は約1.6百万m³/年～約4.4百万m³/年で変動していたが、これは農業用が90％以上を占めており、降水量の影響を強く受けていたためである。平成24年度以降は、管理開始された嘉瀬川ダムから水が供給されたことにより、農業用の地下水採取量が大きく減少し、令和3年は全体で約0.4百万m³/年となっている。

地盤沈下の範囲は、佐賀市周辺とＪＲ長崎本線及び旧佐賀線以南の佐賀平野一帯に及ぶ約328km²となっており、特に白石地区の沈下量が多い。経年的にみると、江北町内で昭和41～45年間に約90㎝の沈下量を記録したが、令和２年度の年間沈下量の最大は白石町（白石地区）で約1.21㎝であり、累計沈下量の最大は白石町(白石地区)で約124㎝(昭和32年12月～令和３年2月)となっている。

本地域において、学校、官庁等の建築物の基礎杭抜上がりによる脆弱化、道路との段差の発生、道路・水路の沈下による機能低下がでている。また、排水路の水位に対する余裕高が不足し、排水不良の地域がある。佐賀平野はもともと標高が低い上、潮位差の大きい有明海に面しており、異常高潮位時における浸水、湛水の危険性がある。昭和48年に実施した測量によれば、佐賀平野における平均潮位以下の面積は15km²、朔望平均満潮位以下の面積は約207km²に達している。これまでの塩水化調査（井戸水の水質検査）によれば、沿岸部の浅い深度では塩水化が認められていたが、平成31年度の佐賀白石地区の調査では、塩水化の傾向は前回調査と比較して特段変化は見られなかった。

地盤沈下の深刻化に伴い、佐賀県は佐賀県公害防止条例（現、佐賀県環境の保全と創造に関する条例）を改正して地下水採取の規制を行うこととし、昭和49年3月条例改正、同年７月地域指定を含む施行規則の公布を行い、同月内に施行された(北方町は昭和51年5月)。規制の内容は、佐賀市等（3市3町）を対象とし、吐出口断面積の合計が6cm²を超える揚水施設の設置等について届出を義務づけた。また、構造基準(吐出口断面積合計21cm²以下、ストレーナーの深度250mまたは300m以深)を遵守することとし、21cm²を超える揚水施設の設置は原則禁止、既設については当分の間、構造基準の適用を猶予するものとし、代替水源の状況等を勘案しつつ逐次構造基準を適用していくこととしている。このほか地下水採取量の減量等の勧告、採取量の報告等の規定がある。