東京電力は事故原因について、事前の想定を大幅に超える未曽有の大津波が原発を襲ったことにあるとしている。当事故を調査した国際原子力機関 (IAEA) の調査団は、2011年6月1日、日本の政府に査察の結果を提出し、事故の要因は高さ14 mを超える津波によって、非常用電源を喪失したことであると結論し、「日本の原発は津波災害を過小評価していた」とコメントし、日本の原子力発電所は安全対策の多重性確保を行って、あらゆる自然災害のリスクについて、適切な防御策を講じるべきだと述べた。事故後の対応については、厳しい状況でベストを尽くしたと評価した。国会事故調は、東電は従来の想定を超えた地震・津波が襲来する可能性、そして原発がそれに耐えられない構造であることを、何度も指摘されていたにも関わらず、これを軽視し、十分な対策を採らなかったことが事故の根本原因だとしている。
避難生活によるストレスや環境の変化による持病の悪化など、震災の影響で死亡した人は震災関連死として認定されている。東京新聞による2016年3月時点の集計によると、震災関連死のうち、原発事故からの避難の影響で死亡した「原発関連死」は少なくとも1368人に上っている。大熊町では入院中の認知症患者21名が避難のための搬送中や搬送後に死亡した（「双葉病院」を参照）。
事故直後の原子力災害特別措置法第10条、同法第15条による通報に伴い、事故の対応や住民の避難などの対策拠点として機能すべく位置づけられた「オフサイトセンター」と呼ばれる施設は、停電および非常用発電機の故障で機能しなかった。国会事故調 (2012, sec3.2.2.2b) は、「オフサイトセンターは事故発生直後の時期にその機能を全く発揮することができず、この間の事故対応に何らの寄与もなし得なかった」と結論付けている。また原子力安全・保安院の保安検査官は、地震発生時に保安検査実施のため福島第一原発を訪れていたが、14日夕方には全員をオフサイトセンターに退避させたため、現地で情報を収集する手段は失われていた。この事故の教訓として、経済産業省は、緊急安全対策、非常用ディーゼル発電機の措置、ストレステストなどを全国の原発に反映することを表明した。なお、2009年（平成21年）に、原子力保安院が指摘した大津波の可能性に対して、東京電力が原子力発電所の津波対策を拒否したことが分かっている。
2011年（平成23年）5月24日に、内閣官房に東京電力福島原子力発電所における事故調査・検証委員会を設置することが閣議決定された。その後畑村洋太郎を委員長、柳田邦男を委員長代理、尾池和夫、吉岡斉などを委員として活動中である。この委員会は、内閣総理大臣を含むすべての行政機関・職員および規制対象事業者に対して、資料提供と委員会への出席を求めることができる（辞任・退職した菅直人首相、枝野幸男官房長官、海江田万里経済産業大臣、寺坂信昭原子力安全・保安院長、清水正孝東京電力社長などに対して強制力はもたない）。
4歳の時、母親に初めて水とのつき合い方を教わる。10歳の時に、佐賀県唐津市の七つ釜ではじめてイルカと出会い、その後の生活の原点となる。12歳で一家でフランスのマルセイユに移住。17歳で父の設計事務所で働きながらバカロレアを取得。高校を出ると北極圏でイヌイットと暮らすなど、以後コペンハーゲンを起点に旅を繰り返す。22歳の時、ヴィブケ・ボージュ・ワズショルドとの間に長女ドッティをもうける。正式な結婚は後の25歳の時、コペンハーゲンにて執り行われた。その後水夫としてカナダのアルバータ州、アメリカのマイアミに移住。その間、レポーター、ジャーナリストとして働き、長男ジャン・ジャックが誕生する。フロリダではフランス語系新聞の手伝いやラジオ番組のリポーターを務めながら、マイアミ水族館で働く。そこで1957年にイルカの調教を担当したことから水中での泳ぎ方などを体得。その後水族館を退職しカイコス諸島に移住、素潜りによる伊勢エビ漁を島民に教える。その頃になると周りの勧めでフリーダイビングに挑戦するようになり、1966年にハバナにて60メートルを記録したのを皮切りにエンゾ・マイオルカと共に記録合戦を繰り広げた。1973年、イタリアに居を移し、10余りの潜水実験に参加。それにより数十メートルの深度でフリーダイビング中のマイヨールの脈拍が毎分26回になっていることや赤血球が著しく増加していることが、スキューバで潜った医師によって測定されたこともある。1976年11月23日、エルバ島にて人類史上初めて素潜りで100メートルを超える記録をつくる。この時49歳であった。1983年、母親の葬儀に参列するためにマルセイユに行った折にリュック・ベッソンと出会う。1988年、自伝をもとにした映画『グラン・ブルー』が同監督により製作され、世界中の人にその存在を知られる。1989年マルセイユ出身の女性編集者ジャンヌ・ラフィットと結婚し、本をいくつか出版する（そのひとつが『イルカと海に帰る日』である）。大の親日家であり、フリーダイビングにヨーガや禅を取り入れていた。千葉県館山市坂田に別荘を設けている。1995年にはTBSテレビのドキュメンタリー番組『いのちの響』に出演したことがある。1997年の秋には27HOUR SPECIAL CHALLENGE 97内で放送された『イルカが海に帰る日　～ユキよ、自由の海を泳げ～』のスペシャルゲストを担当した。ダイビングの第一線から引退した後は、イルカと人間との共存を訴えた。晩年はうつ病を患っていた。2001年12月22日、エルバ島の自宅の部屋で首吊り自殺をしているのが発見された。遺体のそばのテーブルの上に、『グラン・ブルー』のビデオと、直前に出演したテレビ朝日の『グレートマザー物語　ジャック・マイヨールの母』（演出　北村亜子　佐藤ＶＩＮＣＩ）のビデオが置いてあった。撮影時から孫に伝えたいメッセージをこの番組を通して残したいと話していた。彼の自殺直前の状況については、兄ピエールの『ジャック・マイヨール、イルカと海に還る』（ISBN 4062119587）に詳しい。遺骨はトスカーナ湾に散骨された。