目前，福岛第一和第二核电站均遭遇冷却难题。由于第一核电站采用的是沸水反应堆，遇紧急情况停堆后，须启用备用电源带动冷却水循环散热，但受海啸等因素影响，应急用柴油发电机也无法运转，堆芯冷却水位急剧下降，积聚的热量导致燃料棒熔毁。原子能安全和保安院12日宣布，福岛第一核电站1号机组周边检测出放射性物质铯和碘，铯和碘都是堆芯的燃料铀发生核裂变的产物，这表明熔毁现象进一步加剧。

为降低反应堆容器的压力，东京电力公司12日晚开始使用消防水泵，向反应堆内直接注入海水降温。原子能安全和保安院12日晚宣布，向反应堆注入海水后，燃料棒熔毁已初步得到遏制。东京大学研究生院教授小佐谷敏庄指出，海水注入反应堆后，1号机组几乎不可能再次使用。

此外，福岛第二核电站也已丧失冷却功能，东京电力公司已开始释放该核电站1号和2号机组反应堆容器内的水蒸气，以降低容器内压力，防止更大破损。该公司还准备释放核电站内另外两座反应堆的水蒸气。

福岛第一和第二核电站周边的双叶町、大熊町、富冈町的全部居民12日上午开始到划定的危险区域之外避难，总计约有2万人。

另据东京电力公司测定，当地时间18时58分，福岛第一核电站区域内的放射线剂量已下降至每小时70.5微西弗，只有此前观测到最大剂量的约七分之一，但辐射剂量仍大大超出正常值。