Storleken-7,3 skalv drabbade på ett djup av 10 km (sex miles) på 01:25 på lördag (15:25 GMT på fredag) i Kyushu regionen. Minst tre personer dog och hundratals skadades.
En by har evakuerats efter att en damm kollapsat, enligt media.
En tsunamivarning utfärdades och lyftes omkring 50 minuter senare.
Japan drabbas regelbundet av jordbävningar, men stränga byggnormer innebär att de sällan orsakar någon större skada.
Denna nya jordbävning i Kyushu var mycket större och drabbade ett större område än den som slog Kumamoto på torsdag kväll, säger BBC: s Rupert Wingfield-Hayes i Tokyo.
I en stad nära kusten har stadshuset blivit så svårt skadat att man fruktar att det skulle kunna kollapsa. Ett sjukhus har evakuerats eftersom det inte längre är säkert.
Tusentals människor har flytt ut på gatorna och in i parker - där de är hopsnärjda under filtar som ser förbluffade och rädda ut, säger vår korrespondent.
Men det finns många rapporter om människor som är instängda i byggnader, däribland minst 60 i ett äldreboende.
Det offentliga programföretaget NHK säger att dammen kollapsade i byn Nishihara.
TV - bilder visade tusentals människor som fyllde gator och parker och såg ut att vara förvirrade över hela regionen.
NHK hade varnat för havsvågor på upp till 1m (3ft).
Japans kärnvapenmyndighet sade att kärnkraftverket i Sendai inte var skadat.
Skalvet bedömdes ursprungligen som magnitud 7.1 men reviderades uppåt till 7,3 senare.
Gavin Hayes, en forskningsgeofysiker med US Geological Survey (USGS) i Colorado, berättade för BBC att den senaste jordbävningen skulle hindra den tidigare räddningsoperationen som redan pågick.
Han sade att mer skada kunde förväntas eftersom jordbävningen hade varit ytligare och fellinjen hade varit mycket längre.
"Markytan skulle ha rört sig i området 4-5m. Så, du pratar mycket intensiv skakar över ett ganska stort område. Och det är därför vi förmodligen kommer att se en betydande inverkan från denna händelse. "
Associated Press nyhetsbyrå sade gäster på Ark Hotel nära Kumamoto slott, som var skadad, vaknade upp och samlades i lobbyn för säkerhet.
Torsdagens magnitud-6.2 skalv orsakade skakningar på vissa platser så intensiva som den enorma jordbävning som drabbade landet 2011, Japans seismologi kontor sade.
Skalvet utlöste en enorm tsunami och härdsmälta vid ett kraftverk i Fukushima.
De flesta av dem som dog under torsdagens jordbävning befann sig i staden Mashiki, där ett hyreshus rasade samman och många hus skadades.
Mer än 1.000 människor skadades.
Omkring 40 000 människor hade till en början flytt från sina hem, och många av dem som var närmast epicentrum tillbringade natten utanför, eftersom mer än 130 efterskalv hade drabbat området.
Japan är ett av de mest seismiskt aktiva områdena på jorden och står för cirka 20 % av de globala skalven av storleksordning 6,0 eller större. Seismometrar registrerar något slags händelse var femte minut, i genomsnitt.
Det är genom bitter erfarenhet som Japan har lärt sig strategierna för att lindra skador, skador och dödsfall. Den tillämpar inte bara några av de bästa byggmetoderna utan har också inrättat ett nätverk för tidig varning.
Detta system bygger på blixten analys av den växande jordbävningen, etablera sin plats och styrka. Varningar sänds sedan ut som kan ge människor mer avlägsna från epicentrum vitala sekunders varsel.
Bara 10 sekunder är mer än tillräckligt för att falla och komma under ett stabilt bord eller öppna dörrarna till en brandstation.
Utsikterna till byggnader som redan har skadats i torsdagens skalv som störtar över i detta senaste skalv kommer att vara en oro.
En kraftigare jordbävning har skakat den södra japanska staden Kumamoto mitt i natten, en dag efter ett tidigare skalv dödade nio människor.