Nhà máy hạt nhân này bắt đầu xảy ra tình trạng tan chảy từ 9 năm trước sau khi bị hư hỏng trong thảm họa kép động đất và sóng thần hồi năm 2011. Tới nay, quá trình tan chảy đã tạo ra khoảng một triệu tấn nước nhiễm phóng xạ trong khi các bể chứa nước nhiễm phóng xạ đều đã gần đầy.
Cơ quan Tài nguyên Thiên nhiên và Năng lượng Nhật Bản hôm 23/12 đã đề xuất 3 cách để xử lý lượng nước nhiễm phóng xạ gồm: đổ ra biển, thải ra không khí thông qua cơ chế bốc hơi hoặc kết hợp cả hai biện pháp trên. Một quan chức của cơ quan này khẳng định không thể tiếp tục lưu giữ lượng nước nhiễm phóng xạ trong thời gian dài. Theo nguồn tin này, tuy cuộc họp hôm 23/12 chưa có quyết định cuối cùng nhưng không có thành viên nào phản đối đề xuất xả nước thải ra biển hoặc ra không khí. Cơ quan này đã tiến hành nhiều phiên thảo luận về việc xử lý nước nhiễm phóng xạ trong nhiều năm qua.
Hiện công ty vận hành nhà máy hạt nhân TEPCO đã lắp đặt một hệ thống bơm và lọc nước nhiễm phóng xạ tại đây. Mỗi ngày hệ thống này đều bơm lên hàng tấn nước mới nhiễm phóng xạ và lọc những thành phần phóng xạ có trong nước. Theo các chuyên gia, nước sau khi được lọc chỉ có lại hàm lượng rất ít tritium, một thành phần chỉ có thể gây hại cho con người khi ở hàm lượng cao. Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) cho rằng nước tại Fukushima sau khi được lọc đúng quy trình có thể hòa tan với nước biển và giải phóng ra đại dương mà không gây ra các vấn đề về môi trường. Tuy nhiên, việc giải phóng loại nước này ra môi trường chắc chắn sẽ bị phản đối, không chỉ từ các ngư dân và nông dân địa phương mà còn từ các quốc gia láng giềng. Hiện nước đã qua xử lý được chứa trong hàng nghìn bể lớn ở bãi Fukushima Daiichi. TEPCO đang xây thêm nhiều bể chưa hơn nhưng tất cả các bể chứa dự kiến sẽ đầy vào mùa Hè năm 2022.