2011年3月11日日本标准时间14时46分，日本东海岸发生了里氏9.0级的强烈地震，该地震是人类历史上有记录以来的第四大地震，也是日本发生的最大地震，给日本造成了巨大的人员伤亡和财产损失。地震引发的海啸造成福岛第一核电厂的1～3号机组长时间全厂断电，从而发生堆芯损坏和放射性释放。该事故是核电发展史上最严重的事故之一，对事故进程的评估和事故教训的总结仍在进行当中。

福岛第一核电厂由东京电力公司（TEPCO）运营，位于福岛县双叶郡，共包含6座沸水堆机组，其中1～5号机组为MarkⅠ型安全壳，6号机组为MarkⅡ型安全壳。事发前1～3号机组处于满功率运行状态，4～6号处于停堆状态，其中4号机组的燃料在乏燃料水池内，5、6号机组的燃料处于反应堆压力容器内。地震震中距电厂178千米。地震刚发生时，厂外电丧失，应急柴油发电机组启动并正确加载。虽然地震水平已超出电厂设计基准，但有证据显示地震刚发生后各安全功能正常执行，几道安全屏障的完整性也未受影响。地震引发了强烈的海啸，最大的海啸溯升高度在14～15米，而电厂防波堤可防范最大波高5.5米的海啸。洪水在地震发生后41分钟到达电厂。水淹造成1～4号机组所有交流电源丧失，1、2号机组所有直流电源丧失，3号机组部分直流电源丧失，5、6号机组5台应急柴油发电机组中仅1台空气冷却的应急柴油发电机组未丧失。失电后关键的安全功能或丧失或被削弱。水淹导致的道路和基础设施破坏严重，使得丧失的功能在数小时甚至数十小时内难以恢复。1号机组的情形最为严重，隔离冷凝器在全厂断电后就已丧失，机组长期处于无任何缓解措施的状态；2号和3号机组的反应堆堆芯隔离冷却系统运行一段时间后也丧失。1～3号机组相继发生堆芯损坏和安全壳泄漏。1、3和4号（可燃气体可能来自3号机组）机组的反应堆厂房还发生了可燃气体爆炸，2号机组也传出了爆炸声音，据推测爆炸可能发生在安全壳内的湿井。5、6号机组共用6号机组的应急柴油发电机组供电，未发生堆芯损坏。各机组的乏燃料均未损坏。事故后电厂采取了恢复供电、使用移动泵向反应堆和安全壳注入淡水或海水、安全壳排气等措施。直到2011年12月16日，日本政府-东电公司才宣布1到3号机组实现了冷停堆状态（这里的冷停堆是专为福岛核电站提出的，与一般核电厂的冷停堆状态的含义不同），开始实施最终退役的准备工作。

福岛核事故造成了超过10万人撤离，放射性向环境释放，造成大气、海水和土地污染，事故处理过程中厂内应急工作人员接受了较高的职业照射，已有工作人员出现辐射诱发的健康效应。事故造成的辐射物质向环境的释放估计约为切尔诺贝利核电站事故释放的十分之一，公众接受的照射远比后者小。事故引起的健康效应正在持续观察和统计。根据国际原子能机构（IAEA）核事故等级划分，福岛核事故等级为7级，为放射性后果最严重级别。

与主要由人误造成的三哩岛核事故和主要由设计缺陷（人为失误也很重要）造成的切尔诺贝利核事故相比，福岛核事故主要由极端自然灾害引起，反映了人们对于自然灾害的预计不足。事故发生后，世界各国对核电厂进行了安全检查，增强了电厂对极端外部事件的应对能力，也对福岛核事故应对中暴露出来的监管体系问题、应急准备和响应问题进行了整改。