12日以来，中国北方地区气象条件持续不利，污染范围逐渐扩大，北至内蒙古自治区中部，南至河南北部，西至关中地区，东至山东中部，总体达重度污染，首要污染物为PM2.5(细颗粒物)。截至1月18日8时，京津冀晋鲁豫、陕西和内蒙古8省市中，43个城市出现重度污染。
此外，东北地区重污染已持续一周。新疆中部的乌鲁木齐、五家渠、昌吉、石河子等城市重污染持续超过一周。
中国环境监测总站监测显示，18日13时，北京、天津、石家庄、保定、太原、济南、青岛、郑州等城市空气质量出现重度污染，唐山、邢台、包头、呼和浩特等城市出现严重污染，呼和浩特小时空气质量指数(AQI)达413，首要污染物为PM2.5。
国家大气污染防治攻关联合中心及时组织专家分析解读最新的污染发展情况。此次污染过程为何持续时间这么长?专家分析认为，一是京津冀及周边地区、汾渭平原整体大气静稳，近地面有较强逆温，大气扩散能力显著下降，导致污染物持续累积。
二是区域持续高湿，多地出现大雾天气，促进气态污染物的二次转化。天津、河北、山东、河南、安徽、陕西等地部分地区有大雾，局部地区强浓雾，相对湿度接近饱和。这样的高湿条件在区域内已维持5天左右，加快了二氧化硫、氮氧化物等气态污染物向PM2.5的二次转化。
针对本次重污染过程，各地相继发布重污染天气预警信息并启动应急响应，京津冀及周边地区、汾渭平原、长三角地区北部共有72个城市启动预警应急，其中，太原、安阳、濮阳3个城市启动红色预警。
中国环境监测总站预计，18日，京津冀区域大部扩散条件持续不利，河北中南部、山西南部、山东西部和河南北部以重度污染为主，个别城市可能出现严重污染。18日夜间至19日白天，受冷空气影响，京津冀区域大部扩散条件逐步好转，此次污染过程基本结束。