1983年の噴火の際に大きく沈降した山体は，一転して南西山腹を中心に膨張と隆起−マグマの蓄積−が続いた．1990年代後半には沈降分をほぼ回復し，近い将来に噴火が起こる可能性が高いと警戒されていた（津久井，1999）．
2000年6月26日18時30分頃から，活発な地震活動と急激な地殻変動が観測され ，19時33分緊急火山情報が発令された．翌日未明を境に山体は収縮・沈降に転じ（Ukawa et al., 2000b)、島内西部で開口性割れ目などの地変が認められたものの，6月28日朝には阿古沖の海底で小噴火があっただけで陸域では噴火は起こらなかった．地震の活動中心は三宅島から北西30kmにある神津島・新島近海に向かって移動していった．この変動はマグマの上昇とそれに引き続く側方への貫入をとらえたものである．
島内での地震活動は7月初めにはいったん沈静化したが，7月4日から山頂直下で地震活動が始まった．7月8日にはじめて小規模な噴火が山頂部で起こり,同時に雄山山頂付近直径1kmが陥没した．陥没火口では7月14〜15日，8月10日に噴火が起こった．8月18日夕方には直径50cmの岩塊が3.5km離れた都道にまで噴きとばされる噴火がおこり，そのときの噴煙は高度15,000ｍにまで上昇した．8月29日早朝には，30℃程度で時速10km以下と低温・低速度の“火砕流”が発生して北麓，南西中腹に流下した．山頂の陥没部分は日々拡大し，8月末には八丁平カルデラにほぼ重なる位置に，直径1.6km，深さ450mの大きさに達し，やや小さいがカルデラと呼べる大きさとなった（中田ほか，2001a，Geshi et al., 2002）．
2000年噴出物の見かけ体積の総量はおよそ0.01km3(中田ほか，2001a)と，1940年，62年，83年に匹敵する噴出量であったが，その過半は既存の溶岩，変質した溶岩の砕屑物であって，本質物の割合は最も高い8月18日噴出物で40%程度である(宇都ほか，2001)．一方，陥没した体積は噴出物の50倍以上に相当する0.6km3であった(中田ほか，2001a)．
一連の火山・地震活動は1km3におよぶ大量のマグマが三宅島の地下の溜まりから北西へ移動したために陥没したと考えられる．神津島・新島2島間の距離はマグマの貫入と横ずれ変動によって1ｍ近く伸びた（山岡，2000b）．
2000年8月下旬からは噴煙及び二酸化硫黄などの火山ガスの放出量が増加し，降雨による泥流の多発などもあって，9月2日に三宅村から住民への避難指示が出され，全住民が島外に避難した．その後，世界的にもあまり例のない大量の火山ガスの放出が続いた（風早ほか，2001）ため，島民の全島避難が約4年半継続した．2005年2月1日に避難指示が解除され，ようやく住民の帰島が始まった．
カルデラ内には，南部にカルデラ壁に寄りかかるような形で火砕丘があり，大量の火山ガスを放出している．カルデラ底北東部には2000年9月中旬に出現したマウンドがある．くわしい成因は不明だがここでは火砕丘とした．2000年9月以降大きな変化は認められないが，カルデラ壁の崩壊に伴い崖錐が発達し，特に大きな崩落に伴う岩屑なだれ堆積物がカルデラ底を広く覆う．
カルデラ壁には三宅島火山の断面が露出する．北半部には大船戸期と思われる降下火砕物，溶岩流が，南半部には八丁平カルデラを埋積した溶岩流，火砕丘が露出し，それらを岩脈が貫いている．