8月24日12時（當地時間8月24日13時），日本正式啟動核汙染水排海。預估首批核處理水排放量約為7800噸，將利用17天完成排放。同時東電也收集第一時間入海的處理水進行分析，預計最快27日公布放射性物質“氚”的濃度。
▲按日方計劃，核汙染水排海至少要持續30年
視頻顯示，福島第一核電站控製室，運營商日本東京電力公司（東電）的一名工作人員點擊鼠標，打開海水泵，標誌著這一預計將持續數十年的核汙染水排放項目正式啟動。主要操作員說道，“海水泵A已啟動”，確認排放正在進行中。
東電後來證實，海水泵於當地時間13時03分開啟，即最後一步“點擊鼠標”開始後3分鍾，存放核汙染水的大型水槽約7分鍾便會蓄滿，並從混合池溢出輸送到二級池，再流入連接的1公裏海底隧道。根據東電計算，依計劃稀釋過的核汙染水一經排放，約1000秒之後抵達大海。
▲福島第一核電廠運送海水的管道
福島核汙染水入海後，福島縣浪江町Ukedo漁港很安靜，遠處福島核電站的煙囪若隱若現。這裏的新聞記者比漁民還多，隻有一個漁民願意張口聊聊這件事，但隻是說：“我們被告知不要談論這件事。說了又有什麽意義呢？”
據報道，包括漁業人士在內的福島和宮城等多縣居民將向福島地方法院提出訴訟，要求日政府及東京電力公司中止排放計劃，預定起訴日期為9月8日。原告人及代表律師23日在福島縣磐城市舉行記者會，指出排放核汙染水違反不擴大汙染物的原則，強調日本政府和東電有嚴重過失導致核事故，並故意排放核汙染水。
▲一條黑色管道沿著裝有“核廢水”的儲罐延伸
根據清華大學深圳國際研究生院海洋工程研究院張建民院士、胡振中副教授團隊的模擬結果，核汙染水在排放後240天，放射性物質就會到達我國沿岸海域，1200天後將到達北美沿岸並覆蓋幾乎整個北太平洋。
隨後，汙染物一邊在赤道洋流的作用下沿著美洲海岸向南太平洋快速擴散，另一邊通過澳大利亞北部海域向印度洋轉移。3600天後，即2033年7月2日左右，汙染物將覆蓋幾乎整個全球海域。而按照東電計劃，核汙染水排海時間至少要持續30年，即至少持續至2053年。
▲福島核汙染水中放射性物質“氚”擴散模擬結果
韓國國務總理韓德洙23日就日本福島第一核電站汙水排放事宜表示，若排放不符合標準，韓國外交部隨時準備好提起國際訴訟。韓德洙23日出席在政府世宗辦公大樓舉行的記者懇談會時表示，若有任何一種核素不符合韓方認為的濃度標準，都將要求日方立即停止排放。