ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ เป็นเหตุการณ์ที่อุปกรณ์เครื่องมือขัดข้องและปลดปล่อยสารกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้น ณ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ หลังจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮะกุ พ.ศ. 2554 ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 11 มีนาคม โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ดังกล่าวประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำเดือดจำนวน 6 เครื่องแยกกัน บำรุงรักษาโดยบริษัทผลิตไฟฟ้าโตเกียว (TEPCO) ผู้เชี่ยวชาญมองว่าภัยพิบัตินิวเคลียร์ครั้งนี้เป็นครั้งที่รุนแรงที่สุดเป็นอันดับที่สองตามหลังอุบัติภัยเชอร์โนบิล แต่มีความซับซ้อนกว่าเนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดได้รับผลกระทบ
ขณะที่เกิดแผ่นดินไหวขึ้นนั้น เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 ถูกนำแท่งเชื้อเพลิงออก ส่วนเครื่องปฏิกรณ์ที่ 5 และ 6 ถูกดับเครื่องสนิทตามกำหนดบำรุงรักษา เครื่องปฏิกรณ์ที่เหลือถูกปิดลงอัตโนมัติหลังจากเกิดแผ่นดินไหว และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินเริ่มผลิตพลังงานเพื่อทำงานอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมและปั๊มน้ำที่จำเป็นสำหรับใช้ลดอุณหภูมิ โรงไฟฟ้าได้รับการป้องกันจากกำแพงกันคลื่นที่สามารถทนรับคลื่นสึนามิความสูง 5.7 เมตรได้ แต่คลื่นสึนามิที่เกิดขึ้นหลังจากแผ่นดินไหว 15 นาทีนั้น สูงถึง 14 เมตร ผลกระทบทำให้โรงไฟฟ้าทั้งหมดถูกน้ำท่วม รวมทั้งเครื่องปฏิกรณ์ที่สูงจากระดับน้ำทะเลไม่มากนักและในส่วนสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าในฐานของเครื่องปฏิกรณ์ด้วย นอกจากนี้ การเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าพังเสียหาย พลังงานทั้งหมดที่ใช้สำหรับหล่อเย็นจึงสูญเสียไปและเครื่องปฏิกรณ์เริ่มมีความร้อนเกินจากการสลายตัวของสารที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นที่เกิดขึ้นก่อนดับเครื่อง ความเสียหายจากน้ำท่วมและแผ่นดินไหวทำให้การนำความช่วยเหลือมาจากที่อื่นประสบความยากลำบาก
ต่อมาได้มีหลักฐานว่าแกนปฏิกรณ์บางส่วนเกิดการหลอมละลายในเครื่องปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 การระเบิดของไฮโดรเจนได้ทำลายวัสดุใช้หุ้มส่วนบนของอาคารซึ่งเป็นที่ตั้งของเตาปฏิกรณ์ที่ 1, 3 และ 4 แรงระเบิดได้ทำลายวัสดุคลุมภายในเตาปฏิกรณ์ที่ 2 และเกิดเพลิงไหม้ขึ้นหลายจุดที่เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 นอกเหนือจากนี้ แท่งเชื้อเพลิงใช้แล้วซึ่งถูกเก็บไว้ในบ่อเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของเครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1-4 เริ่มมีความร้อนเกินเนื่องจากระดับน้ำในบ่อลดลง ด้วยเกรงว่าจะเกิดการรั่วไหลของกัมมันตรังสี จึงนำไปสู่การอพยพประชาชนในรัศมี 20 กิโลเมตรโดยรอบโรงไฟฟ้า คนงานซึ่งทำงานอยู่ที่โรงไฟฟ้าได้รับปริมาณรังสีเข้าไปและถูกอพยพชั่วคราวหลายครั้ง โรงไฟฟ้าบางส่วนกลับมามีพลังงานอีกครั้งหนึ่งเมื่อวันที่ 20 มีนาคม แต่เครื่องจักรกลที่ได้รับความเสียหายจากอุทกภัย เพลิงไหม้และการระเบิดยังคงไม่สามารถใช้การได้ในช่วงแรก ทางการญี่ปุ่นได้จัดภัยพิบัตินิวเคลียร์ดังกล่าวอยู่ที่ระดับ 4 ตามมาตราระหว่างประเทศว่าด้วยเหตุการณ์ทางนิวเคลียร์ (INES) ถึงแม้ว่าองค์การระหว่างประเทศอื่น ๆ จะมองว่าควรจะจัดให้อยู่ในระดับที่สูงกว่านี้ ต่อมาระดับดังกล่าวถูกเพิ่มขึ้นเป็นระดับ 5 และ 7 ซึ่งเป็นระดับสูงสุด ตามลำดับ
เมื่อวันที่ 25 มีนาคม ผู้วางระเบียบด้านนิวเคลียร์ในญี่ปุ่นประกาศว่า น่าจะมีรอยแตกเกิดขึ้นในหม้อความดันห่อหุ้มเครื่องปฏิกรณ์ที่ 3 (ซึ่งบรรจุเชื้อเพลิงออกไซด์ผสม) ซึ่งทางการสงสัยว่าอาจเกิดรอยร้าวและการรั่วไหลของกัมมันตรังสี การตรวจวัดฝุ่นกัมมันตรังสีที่ปลดปล่อยจากเครื่องปฏิกรณ์ทั่วโลกได้รับรายงานโดยนิวไซแอนทิสว่า "ใกล้เคียงกับระดับของเชอร์โนบิล" มีการรายงานว่าองค์การสนธิสัญญาว่าด้วยการห้ามทดลองอาวุธนิวเคลียร์โดยสมบูรณ์วัดระดับของไอโอดีน-131 ที่ 73% และซีเซียม-137 อยู่ที่ 60% ของระดับที่ปลดปล่อยออกมาจากหายนะเชอร์โนบิล การตรวจวัดโดยกระทรวงวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นในพื้นที่ทางตอนเหนือของญี่ปุ่นในรัศมี 30-50 กิโลเมตรจากโรงไฟฟ้า พบว่าระดับซีเซียมกัมมันตรังสีสูงพอที่จะก่อให้เกิดอันตราย อาหารที่ผลิตขึ้นในพื้นที่ถูกห้ามวางจำหน่าย เจ้าหน้าที่ทางการโตเกียวแนะนำเป็นการชั่วคราวว่าน้ำประปาไม่ควรจะใช้เพื่อเตรียมอาหารสำหรับทารก การปนเปื้อนพลูโตเนียมถูกตรวจพบในพื้นดินบริเวณสองจุดในโรงไฟฟ้า
เมื่อวันที่ 26 มีนาคม TEPCO ระบุว่า สามารถตรวจวัดกัมมันตรังสีได้มากกว่าระดับปกติถึง 10 ล้านเท่า (1,000 มิลลิซีเวอร์ต/ชั่วโมง) ในน้ำที่สะสมไว้ในโข่งไอเสียของเครื่องปฏิกรณ์ที่ 2 คนงานกำลังปั๊มน้ำที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสีออกจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ 2 ถูกอพยพเพื่อป้องกันการได้รับกัมมันตรังสีเพิ่มเติม
ผู้นำประเทศหลายคนได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับภัยพิบัติดังกล่าว รัฐบาลญี่ปุ่นและ TEPCO ถูกวิพากษ์วิจารณ์สำหรับการสื่อสารที่ไม่ค่อยดีแก่สาธารณชน เมื่อวันที่ 20 มีนาคม เลขานุการคณะรัฐมนตรี ยูคิโอะ เอดาโนะ ประกาศว่า โรงไฟฟ้าดังกล่าวจะถูกปิดเมื่อวิกฤตการณ์ดังกล่าวสิ้นสุดลง