时45分，福岛第一核电站4号机组再度发生火情。3月18日，日本将核事故程度升为五级。3月20日，时任内阁官房长官枝野幸男明白表示，在这次地震当中遭到破坏的核电厂，将会废弃，不会复原再行运作。4月12日，日本原子能安全保安院将本次事故升至国际核事件分级表中的第7级，亦是最高级别。
地质影响.美国地质调查局教授丹尼尔·麦可纳马拉（Daniel Mcnamara）表示，地震使日本本州的海底出现了一条长约350公里（217英里）、宽约80公里（50英里）的裂缝，而日本本州亦因此