Merkez üssüne 180 km uzaklıkta bulunan Fukushima santralinde kaydedilen sismik bilgi, santral için 0.56 g ivmelenme göstermektedir. Daiichi santrali için ilk olarak tasarlanan tsunami yüksekliği 3.1 metreydi. Bu değer, 1960 da Şili'de gerçekleşen tsunami göz önüne alınarak belirlenmiştir. Santral deniz seviyesinden 10 metre yüksekliğe inşa edilmiş ve deniz suyu pompaları ise deniz seviyesinden 4 metre yükseklikte bulunmaktadır. 2002 yılında tasarım, 5.7 metre tsunami için geliştirilmiştir. Deprem olduğu sırada oluşan 23 metre yüksekliğindeki tsunami sahile vurduğunda yüksekliği 15 metreye düşmüş ve türbin binasını 5 metre su altında bırakmıştır.
Sivil halktan bir can kaybı olmamasına rağmen bölge ve deniz radyosyon nedeniyle kirlendi. Bu kazadan sonra bir çok ülkede nükleer sanralların azaltılması ve yeni projelerin iptal edeilmesi eğilimi artmasına rağmen Türkiye'deki iktidar tam aksine kararlarla Mersin ve Sinop'da nukller santralların yapımına devam etmekte ve demokratik muhalefeti dikkate almamaktadır.
Deprem meydana geldiği sırada reaktörler başarılı bir şekilde kapanmış ve soğutma dizel jeneratörler kullanılarak devam etmiştir. Deprem, 6 dış güç kaynağına zarar verdiği için soğutma işlemi dizel jeneratörler ile sürdürülmüştür. Dizel jeneratörler, türbin binasının tabanında bulunmaktadır. 41 dakika sonra ilk tsunami dalgası santrali vurmuş, ve 8 dakika sonra ikinci dalga gelmiştir. Bu dalgalar, ana yoğunlaştırıcı devre ve yedek soğutma devrelerinin deniz suyu pompalarını su altında bırakmış ve hasar vermiştir. Dalgalar ayrıca türbin binasının zemininde bulunan dizel jeneratörleri de su altında bırakmış ve ana şalter ve bataryaları da su ile kaplamıştır. Bunun sonucunda santral kararması oluşmuş ve reaktörler ana soğutucu sistemden mahrum kalmıştır. Tsunami ayrıca santralin çevresindeki yolları da bozmuş ve dışarıdan müdahaleyi zor hale getirmiştir. Bu durumun yarattığı acil durum sonucu 11 Mart saat 19.03 de acil durum ilan edilmiş ve saat 20.50 de santralin 2 km çevresi Fukushima bölgesi tahliye edilmeye başlanmıştır. Saat 21.23 de bu alan 3 km ye çıkarılmış ve ertesi gün 5.44 de ise 10 km ye çıkarılmıştır. Daha sonra bu alan 12 Mart da 20 km ye çıkarılmıştır.
İlk üç ünite, kapatılmalarına rağmen fisyon ürünlerinin bozunmasından dolayı %1.5 güç üretmeye devam etmiştir. Bu ısının dış sistem ile alınamaması sonucu santralin basınç kabında buhar oluşmaya başlamıştır. Ayrıca buhar-Zirkonyum etkileşmesi sonucu Hidrojen oluşmaya da başlamıştır. Sıcaklık ve basıncın artışı ve yaşanan Hidrojen patlamaları ciddi bir kazanın yaşanmasına neden olmuştur. İlk üç ünitenin tamamında yakıt erimesi oluşmuş ancak yakıt koruma kabı içerisinde kalmıştır. Ancak ilk anda kaçan bazı uçucu fisyon ürünleri ve su ile sızan çözünür fisyon ürünleri, koruma kabı dışına kaçmıştır. Soğutma dış kaynaklar ile sağlanmış ve reaktörün ısısı kararlı bir şekilde uzaklaştırılabilmiştir.
Fukushima Santralinden havaya salınma ve su sızıntısı ile çevreye salınan radyasyon, temel olarak uçucu İyot-131 izotopu tarafından salınmıştır. Diğer önemli izotop da Sezyum-137 izotopudur. 12 Mart tarihinde tahliye alanı 20 km ye çıkarılmıştır. Tahliye için baz alınan değer 20 mSv/yıl olarak belirlenmiştir. Fransa Radyolojik Korunma ve Nükleer Güvenlik Enstitüsü'nün 30 Mart-4 Nisan tarihleri arasında yaptığı uçuş ölçümlerine göre santralin çevresinde yaşayan insanların aldığı doz 30 mSv/yıl değerini geçmeyecektir. Sezyum-137 izotopunun İyot-131 eşdeğerliliği de göz önüne alındığında santralden salınan İyot-131 eşdeğerlik aktivitesi 770 PBq olarak tahmin edilmiştir. Bu değer Çernobil'de salınan 5200 PBq İyot-131 eşdeğerlik aktivitesinin ine denk gelmektedir. Mayıs 2012 de santralin sahibi Tepco şirketi tarafından yapılan tahminde 12-31 Mart 2011 tarihleri arasında salınan radyasyon 940 PBq İyot-131 eşdeğerlik aktivitesine eşittir.
Bu kazadan sonra bir çok gelişmiş ülkede nükleer santralların kapatılması ve yeni projelerin iptal edilmesi eğilimi güçlenirlen Türkiye'de iktidar gelimiş dünyadaki eğilime tam zıt hareket ederek Mersin ve Sinop'da nukleer santral inşaasını hızlandırmış, kamuoyunun, STK'ların ve bilim insanlarının itirazlarını dikkate almamıştır.