Pada 11 Mac 2011, sebuah gempa bumi bermagnitud 9.0 MW berlaku pada 14:46 Waktu Piawai Jepun (JST) di pantai timur laut Jepun. Unit 4, 5 dan 6 ditutup untuk rancangan penyelenggaraan sebelum gempa melanda. Reaktor-reaktor yang lain ditutup secara automatik selepas gempa, manakala haba mengurai yang tinggal dalam bahan api sedang disejukkan dengan kuasa penjana kecemasan. Kemudian, tsunami melanda dan mematikan penjana kecemasan yang diperlukan untuk menyejukkan reaktor. Selama tiga minggu seterusnya, terbukti adanya peleburan nuklear separa di Unit 1, 2 dan 3; letupan yang nyata di Unit 1 dan 3 yang dipercayai disebabkan oleh gas hidrogen; serta kemungkin letupan di Unit 2 yang mungkin merosakkan bekas pengurungan utam; dan kemungkinan kolam bahan api terpakai di Unit 1, 3 dan 4 terdedah. Lepasan radiasi menyebabkan ramai penduduk sekitar diperintah berpindah keluar ramai-ramai, kebimbangan akan bekalan makanan dan air, dan usaha merawat kakitangan nuklear.