看這段文章。反應堆是停止工作了，但是仍需要冷卻水循環因為核反應仍在進行。爆炸是由於產生的氫氣富集在設施裏跟空氣裏氧氣混合發生的。

東北地方太平洋地震於2011年3月11日發生時，福島第一核電站的1-3號機正在運行，4-6號機停機處於定期安全檢查狀態。地震後，1-3號機的所有反應堆自動停止了。地震引發了電源故障，導致機組失去了外部供電^[9] ，但還是成功啟動了應急柴油發電機。

地震發生約50分鍾之後，最高高度約為14米~15米（電腦分析後得出的高度為13.1米）^[10]的海嘯襲擊了核電站，設置在地下室的應急柴油發電機淹沒在水中而停止運行。此外，電器、水泵、燃料罐、緊急電池等大部分設備受損或被水衝走^[11]，核電站陷入了全廠停電（Station Blackout，縮寫：SBO）。因此，水泵無法運行，不能繼續向堆芯和乏燃料池注入冷卻水，也就不能帶走核燃料的熱量。由於核燃料在停堆後仍然會產生巨大的衰變熱，如果不繼續注水，堆芯內就會開始空燒。最終，核燃料會因自身放熱而熔化。

在1-3號機中，由於燃料組件的包殼熔化，包殼中的燃料顆粒落到反應堆壓力容器底部，形成了堆芯熔毀。熔化的燃料組件溫度極高，熔穿了壓力容器底部，並熔化了控製棒插入孔和密封處，一部分燃料從開孔處落入反應堆安全殼。此外，由於燃料本身的高溫以及安全殼中產生的水蒸氣和氫氣引起的壓力急劇升高，安全殼受到了部分損壞^[12][13]，1號機組的管道部分也已損壞^[14]。

另外，1-3號機熔毀的堆芯向反應堆、汽輪機廠房內釋放了大量氫氣，導致1、3、4號機發生了氫氣爆炸，廠房和周圍的設施被嚴重損壞（雖然在事故發生時4號機處於停機狀態，但是氫氣很可能從3號機通過兩個機組共用的排氣管進入4號機，因為該管道在停電時是打開的^[15]）^[16][17]。

事故中的一係列事件在周圍環境中泄漏了大量放射性物質，包括排氣泄壓操作、氫氣爆炸、安全殼破損、管道蒸汽泄漏、冷卻水泄露等。1-3號機相繼發生堆芯熔毀，1、3、4號機發生氫氣爆炸，使得這起事故成為了前所未有的特大核事故^[18][13]。

事故中向大氣中泄漏的放射性物質量有多種說法。根據東京電力的推算，共泄露了大約90萬兆（90億億）Bq的鈾元素和碘-131、鎘-137和鈈-134大規模釋放，大約相當於切爾諾貝利事故520萬兆Bq的六分之一^[19][20]。截至2011年8月，平均每半月泄露2億Bq（0.0002TBq）的鈾元素。^[21]。輻射量在每年5毫西弗（mSv）以上的地區大約有1800km²，其中每年20mSv以上的則有500km^2[20]。

2012年，日本政府將福島第一核電站周圍20km圈內的地區作為警戒區域，圈外輻射量高的地區作為“計劃中的避難區域”，共計約10萬居民撤離。2012年4月，根據地區的輻射量重新指定了準備解除避難指示區域、限製居住區域、返回困難區域。原則上不允許進入返回困難區域。2014年4月，一些地區逐漸解除了避難指示。2020年3月，全部準備解除避難指示區域及限製居住區域都已解除避難指示，但返回困難區域除了一部分以外仍然保持避難指示。

2021年4月13日，日本政府正式決定將約120萬噸核汙水排入大海.^[22]