Det tros vara det andra testet på norra Musudans nya missil. Ett försök tidigare denna månad misslyckades också.
Testerna kommer mitt i en nyligen upptrappning av vapenaktiviteten när landet förbereder sig för en sällsynt partikongress.
Rapporter tyder på att man planerar ett femte kärnvapenprov, trots att man fördömer det senaste provet i januari.
Sydkoreanska tjänstemän sade att mid-range missil uppskjutningen ägde rum tidigt torsdag morgon nära den östra kuststaden Wonsan men missilen "kraschade några sekunder senare" i kustområdet, rapporterade Yonhap nyhetsbyrån.
Händelsen fångades av en amerikansk övervakningssatellit.
De musudanska missilerna sägs kunna färdas upp till 4.000 kilometer, inom räckvidden för USA:s territorier i Stilla havet.
Ingen bekräftelse av försöket eller misslyckandet har kommit från Nordkorea, men källor i Sydkorea säger att rörelsen av två så kallade Musudan missiler, monterade på lastbilar, upptäcktes tidigare i månaden.
En lanserades för två veckor sedan och spårades men misslyckades med att gå långt. Samma sak har nu hänt med den andra, enligt Sydkorea.
Kim Jong-un håller på att bygga upp till en stor händelse på drygt en vecka, ett sällsynt möte för det styrande arbetarpartiet i Pyongyang.
Han har basunerat en rad tillkännagivanden om framsteg mot att ha en kärnvapendämpande missil som kan slå till mot Washington. Misslyckade uppskjutningar visar att verkligheten kanske inte matchar retoriken.
Men de visar ändå beslutsamhet. Ett femte kärnvapenprov som sammanfaller med kongressen skulle inte vara en överraskning.
På lördagen föreslog Nordkoreas utrikesminister Ri Yong-su att den skulle avbryta kärnvapenproven om USA avslutade sina årliga militära övningar med södern.
Men USA:s president Barack Obama avfärdade förslaget och sade att det inte var allvarligt och att Nordkorea skulle "måste göra bättre ifrån sig än så".
Stärkta internationella sanktioner riktades mot Nordkorea efter att ha testat vad man hävdade var en vätebomb och avfyrat en långdistansmissil.
Under helgen hävdade den också att den avfyrade en ballistisk ubåtsmissil.
Observatörer har spekulerat i att Pyongyang främjar utvecklingen av sina vapenprogram inför sin politiska konferens som syftar till att befästa makten hos sin ledare Kim Jong-un.
Norden meddelade denna vecka att kongressen, som hölls senast 1980, skulle äga rum den 6 maj.
Nordkorea har avfyrat en ballistisk missil som kraschade några sekunder efter avfyrningen, säger sydkoreanska militärer.