共同社消息指，東京電力公司周二透露，福島第一核電站2號機組上午6點15分左右，反應堆安全殼的壓力抑制池附近傳出爆炸聲。首相菅直人在記者會上指“輻射濃度已經升到很高”，官房長官枝野幸男表示，周邊的輻射量的確已達到可能對身體造成影響的數值。當局立即將核電站方圓20公里範圍內的居民及住院病人撤離，在下午三時已完成撤離。而10公里範圍內的雙葉警署亦已關閉，警員撤離至20公里外。政府指示在第一核電廠方圓20公里至30公里的居民要躲在室內，不要出門。
而福島第一核電站泄漏的核物質已經飄至東京，東京當局下午一時發表核輻射監測報告指，東京地區的放射線量已經超過往常的20倍，期後東京官員表示，東京輻射量已下跌，但仍較正常水平高出一倍。
日本政府和東電設立了統合對策總部。此次事故對周邊造成的影響已遠遠超過1999年的東海村臨界事故，在全球範圍內也是一起嚴重的核能災害。
枝野幸男指，上午10點22分福島第一核電站3號機組附近測得每小時400毫希的輻射量。1小時輻射相當於普通人一年可承受的輻射量上限的400倍。2號機組的反應堆廠房也因為相鄰的3號機組周一發生氫氣爆炸而破損，放射性物質的封閉功能逐漸喪失，放射性物質可能向外部擴散，形勢十分嚴峻。
東電表示輻射量有可能會急劇升高，除堆芯注水作業等必要人員以外均臨時撤離。
記者周二京致電居於東京的中國民主陣線日本分部主席林飛，接電話的林飛太太表示，林飛組織了十多人在下周深入地震重災區救援受災華人。她說，因擔心核泄露及受大地震驚嚇，目前在東京的外國人都非常恐慌，紛紛準備撤離，飛離東京的機票現已爆滿，而現時東京各商店的食物已經搶購一空，但日本人仍然維持秩序，未有出現混亂狀況。
對於東京部分超市出現商品被搶購一空的情況，日本有關當局呼籲市民冷靜，不要囤貨，否則無法確保送往災區的救援物資。
中國駐日本大使館在網頁發出緊急公告，安排中國公民撤離。公告指，鑑於福島核電站事故的目前的嚴重性及不確定性，決定立即安排在地震及海嘯重災區的中國公民，有秩序撤離，已安排二十輛旅遊巴前往宮城、福島、茨城及岩手縣指定地點，接載中國公民到東京成田機場及新潟機場，並聯繫航班，協助他們回國，長者及婦孺優先。大使館工作人員向記者指，因為當地燃油短缺，安排車輛十分困難。
她說：“主要是中國公民我們都會接，主要因為物資很短缺，汽車的柴油及燃油等很短乏，我們會將公民集中在某一些點，再逐批將他們接走。”
大使館又呼籲在重災區的中國公民冷靜，駐新潟總領事館估計，到周三晚為止，會有超過一千人從福島縣地區撤走，已聯絡東方航空及南方航空，安排航機。另外，中國駐大使館即日起停辦《留學回國人員證明》，全力協助仍在日本的留學生及華人。
外交部發言人姜瑜表示，暫時未收到中國公民在日本地震傷亡報告。
救援組識無國界醫生10名隊員已到達重災區宮城縣，在當地展開流動診所及評估工作，無國界醫生香港辦事處高級傳訊主任李壁君向記者指，現時當地嚴重缺乏醫療護理及食用水，糧食亦比較緊張，至於當地有否受到輻射洩漏影響，她指暫時未有任何公布。
她說：“我地的隊員到了宮城縣北部南三陸町做評估，那兒有九千多人，他們對食用水、非糧食物及醫療護理都有急切需要。“
中國國際救援隊在日本地震重災，展開第二天救援活動。救援隊到岩手縣大船渡市，在廢墟搜索生還者及失蹤居民。在一間倒塌房屋的瓦礫，發現一名失蹤者的遺體。由於不斷有餘震，救援活動一度中斷。（馮日遙報道）