Stabsledningen i Sydkorea sade att man upptäckt två robotar som avfyrats från Tongchang-ri-området i den nordliga Pyonganprovinsen.
"Vår militär har ökat övervakningen och höjt vaksamheten samtidigt som vi har ett nära samarbete med USA och bibehåller full beredskap", säger stabsledningen i ett uttalande.
Japans försvarsdepartement uppger att roboten flög omkring 500 kilometer på som högst 550 kilometers höjd.
– Det här är ett hot mot fred och säkerhet i vårt land, den här regionen och det internationella samfundet och det är helt oacceptabelt, säger Japans vice försvarsminister Toshiro Ino.
Japans kustbevakning sade att man informerats av försvarsministern om att den misstänkta roboten landat i havet mellan Japan och den koreanska halvön, men angav inte hur nära den japanska kusten.