В марте 2011 года в результате мощного землетрясения магнитудой 9,0 и цунами вышли из строя системы энергоснабжения и охлаждения электростанции.
Это привело к расплавлению ядерного топлива в трех реакторах, разрушению их корпусов, взрывам и выбросу 900 тыс. терабеккерелей радиоактивных веществ.
Первоначально аварии был присвоен 5-й уровень по международной шкале ядерных событий INES ("авария с риском для окружающей среды"), но позже он был повышен до высшего - 7-го.
Общий уровень загрязнения почвы радиоактивным цезием на территории площадью в 600 кв. км вокруг АЭС составил 1,48 млн беккерелей на кв. м, что сравнимо с чернобыльскими показателями.
В момент аварии погибли 2 сотрудника станции, позже умерли еще 3, около 20 человек получили травмы. В работах на АЭС ежедневно принимали участие до 3,3 тыс. ликвидаторов.
Аварийная остановка реакторов на АЭС "Фукусима-2" не вызвала катастрофических последствий, однако после радиоактивного загрязнения территории все четыре энергоблока АЭС "Фукусима-2" не были вновь введены в эксплуатацию.
Электростанция официально закрыта с декабря 2013 года.
К настоящему времени территория станции и прилегающие районы практически очищены. Однако в разрушенные реакторы для охлаждения фрагментов ядерного топлива постоянно заливается вода, которая через бреши вытекает с сильным радиоактивным заражением.
Сейчас на территории АЭС скопилось свыше 1,34 млн тонн воды. Правительство Японии приняло решение о постепенном сбросе в океан очищенной жидкости. Эта операция растянется на 30-40 лет. Соответствующий процесс одобрен МАГАТЭ, однако вызывает недовольство некоторых стран, в первую очередь Китая.
С марта 2013 года вода проходит очистку с помощью системы ALPS, однако по-прежнему содержит тритий, который не поддается удалению. Она также разбавляется морской водой. Замеры, проводимые в океане японскими властями и МАГАТЭ, подтверждают соответствие содержания вредных веществ предельно допустимым нормам.