Den 11. mars 2011 utbrøt det brann i et turbinbygg i kjernekraftverket som følge av et kraftig jordskjelv. Denne bygningen var ikke tilknyttet reaktorbygningen. Kraftverket ble uansett automatisk nedstengt, og Japans regjeringssjef Naoto Kan utropte atomar alarmtilstand. Brannen ble ifølge japanske myndigheter raskt slukket. Men søndag 13.mars ble det klart at strålingsverdiene ved Onagawa var langt høyere enn tillatt, men manuell stengning av den ene defekte reaktoren stanset videre kriseutvikling, ifølge myndighetene.