日本福島縣一座核電廠的冷郤系統，在大地震後故障，一、二號機組暫停運作，由於廠內壓力上升，較正常高出一點五倍，可能需要排放有輕微輻射的蒸氣，減低壓力。首相菅直人宣布進入核能緊急事態，下令核電廠半徑三公里內，近三千名居民撤離；三至十公里內的居民，留在屋內等候進一步通知。日本防衛省派出數十名受過處理化學品災難的士兵到場戒備。美國國務卿希拉莉說，美國空軍經已運送冷郤劑，協助降低廠內核燃料捧的溫度。一名在廠內工作的美國人說，地震令整座建築物搖動，樓頂不斷有瓦礫跌下。他逃生時腳部被玻璃割傷。