Цунами затопило внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, и система охлаждения реакторов вышла из строя. В результате ядерное топливо в 1, 2 и 3 реакторах начало плавиться. Из-за скопления водорода в зданиях, где расположены реакторы, произошли взрывы.
Ядерной аварии был присвоен седьмой – самый высокий уровень по международной шкале ядерных событий (International Nuclear Event Scale – INES). По расчетам Агентства ядерной и промышленной безопасности Японии, количество радиоактивного цезия-137, выброшенного в атмосферу за время аварии, сопоставимо с 168 бомбами, сброшенными на Хиросиму в 1945 году.
