日本官员说，在地震中遭到破坏的一座核电站周围的核辐射水平已经达到危险程度，此前一个废核燃料棒储放池起火。日本首相菅直人星期二在电视上对全国发表声明说，辐射水平“非常高”，辐射继续蔓延的可能性仍然非常大。居住在距离该核电站30公里之内的人被敦促待在家里。远在东京也监测到核幅射，但有关官员说，这种水平的核幅射对公众健康不构成威胁。东京位于该核电站以南大约240公里。在更北面，救援人员仍在努力通过被废墟堵塞的道路去帮助数十万灾民，他们所在的城镇和村庄在上星期五的9级地震和随后的海啸中被夷为平地。
有关官员说，迄今已经找到2400多具尸体，还有成千上万人下落不明。对于福岛核电站的管理人员来说，星期二的火灾是最近的一次挫败，该核电站的冷却系统在地震和海啸后失灵。三座核反应堆已经发生过爆炸，破坏了反应堆的外层建筑，最近一次爆炸发生在星期二早些时候。国际原子能机构说，日本当局告知该机构，起火地点是该核电站4号反应堆的废燃料棒储放池，核幅射直接进入空气，辐射量相当于每小时做4000次胸部X光透视。在当地时间将近中午时把火扑灭，在此之前，所有非必要人员已撤离该核电站。只有一批基干人员留在核电站内，向三座损坏的反应堆里注入海水，争取避免核燃料棒熔毁可能带来的灾难性后果。