La centrale nucléaire de Fukushima Daiichi 1 a subi son plus grave accident nucléaire à la suite du séisme du 11 mars 2011 de magnitude 9 qui a dévasté le nord de l'archipel nippon.
À la suite du tremblement de terre et du tsunami qui ont dévasté le Nord-Est du Japon le 11 mars 2011, les réacteurs 1, 2 et 3 ont été automatiquement arrêtés, mais les systèmes de refroidissement ainsi que les systèmes de secours, censés prendre le relais dans ce cas, ont été endommagés. De ce fait, l'énergie résiduelle du combustible n'était plus évacuée et la température au sein du cœur n'a cessé d'augmenter ce qui a conduit à une diminution du niveau d'eau, au découvrement d'une partie du combustible et enfin abouti à une fusion partielle.
Dans les réacteurs 1, 2 et 3, des rejets de vapeur ont été effectués pour diminuer la pression à l'intérieur des réacteurs. Le 11/03/2011, la structure externe du réacteur 1 explose à cause d une accumulation trop importante d'hydrogène, entraînant l'effondrement du toit. L'enceinte de confinement est toutefois intacte. Le 15/03/2011 à 6 h 40 heure locale, le réacteur 2 est victime d'une énorme explosion due à l'hydrogène accumulé. D'après l'Autorité de sûreté nucléaire, l'enceinte de confinement n'est plus étanche, celle-ci étant nécessaire pour isoler le cœur de son environnement et éviter toute contamination avec l'extérieur. À 8 h 00, le réacteur 4 est victime de deux grosses explosions qui causent deux brèches d’environ 8 mètres de large sur l’enceinte extérieure du bâtiment abritant le réacteur. Ces explosions étant a priori dues à un incendie qui s'est déclenché au niveau de la piscine de refroidissement du combustible usé4.
Les réacteurs 5 et 6 étaient à l'arrêt pour maintenance lors du séisme et ne sont donc pas touchés par des problèmes de sûreté5. On relève toutefois une légère augmentation de la température à l'intérieur des réacteurs.
Récemment, le président de l'ASN, André-Claude Lacoste, a déclaré que ces accidents seront classés à 6 sur une échelle allant de 0 à 74 (l'accident survenu à Tchernobyl en 1986 étant le seul aujourd'hui de niveau 7).
Mercredi 16 mars 2011, les autorités japonaises ont ordonné l'évacuation temporaire du personnel de la centrale (une équipe de 70 personnes) en raison de la hausse dangereuse du niveau de radioactivité sur le site. Ceci conduit à une interruption momentanée des efforts pour refroidir le coeur des réacteurs en fusion. En désespoir de cause, les autorités japonaises ont décidé d'essayer de déverser de l'eau par voie aérienne (hélicoptères bombardiers d'eau) sur les réacteurs les plus menaçants. Pour le moment, cette solution s'est soldée par un échec. En effet, la radiation était trop élevé pour qu'un hélicoptère puisse survoler la centrale