15日6时10分，2号机发生爆炸。反应堆压力容器有破损，放射性物质泄漏增加。核电厂内800名工作人员中，不必要人员都开始撤离，只留下50人员，继续执行这艰险的冷却工作。
上午10点，确定2号机组出现中子辐射，初步判断为压力槽发生破裂，放射性物质出现泄漏。
15日中午时分，本属于停堆检修状态的4号机组也发生氢气爆炸，到晚间5、6号机组也出现温度升高的现象。
16日清晨，福岛第一核电厂4号机二次起火。3号机组再度冒出大量白烟。4号机组也一度冒出火焰。
16日14时30分，乏燃料池已开始沸腾，暴露的乏核燃料棒达到临界状态。临界状态意味着持续地外泄放射性物质。
3月17日，日本福岛核电站事故的变化相对平稳，事态没有继续恶化。东京电力公司通过采取高压水枪注水和直升机浇水的方式对福岛第一核电站3、4号机组（该两机组周边辐射强度较高，燃料棒受损程度可能较大）进行冷却。并计划尽快修复引入高压电源，恢复核电厂外部供电系统。
3月18～20日，东京电力公司逐步恢复了对福岛第一核电站1-4号机组的外部电力供应，通过注水给反应堆降温。
3月21日，3号和2号反应堆先后冒出浓烟，正在现场架设供电线路的抢险人员被迫紧急撤离，造成反应堆降温工作再度暂时终止。
3月22日，东京电力公司宣称，福岛第一核电站的6台机组已全部接通了外部电源。
3月23日，尽管取得一些阶段性抢修进展，福岛核电站再次出现部分机组过热、冒黑烟、人员受伤等意外情况，致使抢修工作人员不得不撤离。
3月27日，上午开始向1～4核反应堆注入淡水的作业。
4月1日，为了防止含有放射性物质的尘埃随风飘散至更远的地区，东京电力公司从4月1日起，试验性地向核电站内的地面喷洒可以凝固尘埃的水溶性合成树脂。
4月11日，日本政府宣布，因在福岛第一核电站方圆30公里范围内发现“高度放射性污染”，将开始强制当地居民疏散。预计可能有13万居民将因此“搬家”。
4月13日，东京电力公司下午在东京举行的记者会上表示，将废除福岛第一核电站的1～4号核反应堆。
4月17日，东京电力公司首次列出事故处理的日程表。解决核泄漏问题将分为两个阶段实施。第一阶段为3个月，其主要任务是处理所有高浓度污染水，同时防止各反应堆发生蒸气爆炸。第二个阶段为3至6个月，主要工作是恢复各反应堆的冷却系统功能，有效控制放射性物质的扩散，将核污染量降低到最低。
4月28日晚，福岛第一核电站5号反应堆的临时海水泵停止工作，导致反应堆丧失部分冷却机能。28日下午5时只有60.8度的反应堆水温于29日中午骤升至94.8度。
6月3日，机器人在调查福岛第一核电站1号机组反应堆厂房时发现，厂房东南侧敷设管道的地板处有水汽冒出，其周围的辐射强度高达每小时4000毫希。
7月14日，3号机组将从14日晚8点左右（日本当地时间）开始注入氮气以防止反应堆安全壳发生氢气爆炸。
7月22日早上7点左右，3、4号反应堆由于外部供电设施发生故障，因此电力供应中断。
8月10日，正式开始为福岛第一核电站1号机组安装厂房外罩，以防止放射性物质扩散和雨水流入。
8月17日，1～3号机组泄漏的放射物最高活度为每小时约两亿贝克勒尔，已下降到事故刚发生后的千万分之一。
10月14日，覆盖1号机组反应堆建筑的防扩散罩工程已经完工，将罩子内部空气过滤后向外排放的管道也已开始试运转。
这次福岛核电站事故，打击最为沉重的自然首推日本。福岛第一核电厂4台机组的退役及其周边地区的清理去污仍是一个耗资巨大的艰难而长期的过程。
其他重大核事故
1.1957年前苏联克什特姆核灾难
随着第二次世界大战的结束，世界开始笼罩在冷战的阴云下。冷战期间，前苏联和美国这两个超级大国展开核军备竞赛，由于急于求成，错误就在所难免。1957年9月，位于奥焦耳斯克（1994年之前被称之为“车里雅宾斯克-40”）的玛雅科核燃料处理厂发生事故。
这座处理厂建有多座反应堆，用于为前苏联的核武器生产钚。作为生产过程的副产品，大量核废料被存储在地下钢结构容器内，四周修建混凝土防护结构，但负责冷却的冷却系统并不可靠，为核事故的发生埋下隐患。
1957年秋天，一个装有80吨固态核废料的容器周围的冷却系统发生故障。放射能迅速加热核废料，最终导致容器爆炸，160吨的混凝土盖子被炸上天，并产生规模庞大的辐射尘云。当时，共有近1万人撤离受影响地区，大约27万人暴露在危险的核辐射水平环境下。至少有200人死于由核辐射导致的癌症。
直到1990年，前苏联政府才对外公布克什特姆核灾难的严重程度。但在此之前，美国中央情报局就已知道这场灾难，由于担心可能对美国核电站产生负面影响，当时并不披露任何信息。
2.1957年英国温德斯凯尔核电站
1957年10月10日，英格兰西北部的温德斯凯尔（现改名塞拉菲尔德）核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。
3.1961年美国国家反应堆试验站事故
1961年1月3日发生在美国的核事故是最为早期的大型核电站事故之一，当时的蒸汽爆发和熔毁导致1号固定式小功率反应堆的3名工人死亡。这座反应堆位于爱达荷州瀑布市西部大约40英里（约合60公里）的国家反应堆试验站，采用单一大型中央控制棒，现在已经废弃。
在对反应堆进行维护时，工作人员需要将控制棒拔出大约4英寸（约合10厘米），但这项操作最终出现可怕故障。控制棒被拔出了26英寸（约合65厘米），导致核反应堆进入临界状态，随后发生爆炸并释放出放射性物质，共造成3名工人死亡。其中一名工人被屏蔽塞钉在反应堆所在建筑的屋顶上。当时释放到环境中的核裂变产物达到1100居里左右。虽然地处爱达荷州偏远的沙漠地区，但辐射造成的破坏并未有所缓解。
4.1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故
在西班牙海岸上空进行加油时，美国一架B-52轰炸机与KC-135加油机发生相撞。撞击之后，加油机彻底毁坏，B-52轰炸机惨遭解体，所携带的4枚氢弹“逃离”破裂的机身。其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸，致使约合2平方公里的区域被放射性钚污染。搜寻人员在地中海发现了其中一个装置。
5.1968年1月21日图勒核事故
由于舱内起火，美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定，在此之前，他们本可以进行紧急迫降。B-52轰炸机最后撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰，所携带的核武器破裂，致使放射性污染物大面积扩散。
6.1970年12月18日美国加卡平地核事故
在巴纳贝利核实验过程中，美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸，实验之后，封闭表面轴的插栓失灵，导致放射性残骸泄漏到空气中。现场的6名工作人员受到核辐射。
7.1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事
1977年，捷克斯洛伐克的Bohunice核电站发生事故。当时，核电站最老的A1反应堆因温度过高导致事故发生，几乎酿成一场大规模环境灾难。A1反应堆也被称之为“KS-150”，由前苏联设计，虽然独特但并不成熟，从一开始就种下灾难的种子。
A1反应堆的建造开始于1958年，历时16年。未经验证的设计很快就暴露出一系列缺陷，在投入运转的最初几年，这个反应堆曾30多次无缘无故关闭。1976年初，反应堆发生气体泄漏事故，导致两名工人死亡。仅仅一年之后，这座核电站又因燃料更换程序的缺陷和人为操作失误发生事故，当时工人们居然忘记从新燃料棒上移除硅胶包装，导致堆芯冷却系统发生故障。
8.1979年美国三里岛核电站事故
1979年3月28日，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站的2号反应堆出现故障，反应堆容器失水，高温导致100吨铀燃料棒中的45%受到损坏。抢修人员向反应堆容器大量注水，用了6天时间才将反应堆降低到正常水平，最终避免了反应堆爆炸。尽管发生了燃料棒高温熔解，但由于受到辐射的冷却水及其它放射性物质都被控制在核电站的安全壳内，所以这次事故并没有造成严重的核泄漏。
没有一人因为这起事故死亡，在事故现场只有3人受到半年容许剂量的辐射，而在核电站80公里半径内的民众，平均每人也只受到一年天然辐射剂量的1%。三里岛核电站事故对周边环境的影响也很小。
事故发生后，全美震惊，核电站附近的居民惊恐不安，约20万人撤出这一地区。
9.1985年8月10日K-431核潜艇事故
在符拉迪沃斯托克补充燃料过程中，E-2级K-431核潜艇发生爆炸，放射性气体云进入空中。10名水兵在这起核事故中丧命，另有49人遭受放射性损伤。
10.1986年切尔诺贝利核电站事故
1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸，造成30人当场死亡，8吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染，320多万人受到核辐射侵害，造成人类和平利用核能史上最大一次灾难。
11.1987年9月13日戈亚尼亚核事故
在巴西的戈亚尼亚，一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机，并拆掉了一小块高放射性的氯化铯，灾难就此降临到这座城市，当时共有超过240人受到核辐射。由于被放射性材料的亮绿色蒙骗，孩子们用手接触并涂抹在皮肤上，导致几个街区污染，不得不拆除。
12.1988年美国俄克拉荷马核电站事故
1988年1月6日，美国俄克拉何马州的一座核电站爆炸，造成1名工人死亡，100人受伤。
13.1993年俄罗斯托姆斯克化工厂核泄露事故
1993年4月6日，俄罗斯西伯利亚托姆斯克市附近的托姆斯克化工厂的一个装满放射性溶液的容器发生爆炸，释放出大量的放射性气体，泄漏的放射性物质污染面积达1000公顷，并引起大火，附近的几个村庄被迫整体迁移。
14.1999年日本东海核泄露事故
1999年9月30日，日本茨城县东海村一家核燃料制造厂发生核物质泄漏事故，造成两名工人死亡，数十人遭到不同程度辐射，附近居民被疏散。
15.2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故
戴维斯-贝斯核电站座落于俄亥俄州橡树港北部大约10英里（约合16公里），1978年7月投入运营，计划于2017年4月关闭。运营期间，这座核电站曾多次出现安全问题，包括1998年遭到一场F2级龙卷风袭击。最严重的事故发生在2002年3月，当时出现的严重腐蚀导致核电站关闭了两年左右。
维修期间，工人们在碳钢结构反应堆容器上发现一个6英寸（约合15.24厘米）深的腐蚀洞。遭腐蚀后的容器厚度只有3/8英寸（约合9.52毫米），用以防止灾难性的爆炸和随之而来的冷却剂泄漏。如果附近的控制棒在爆炸中受损，关闭反应堆和避免堆芯熔毁将面临相当难度。
16.2004年日本关西核电站泄漏事故
2004年8月9日，日本关西电力公司位于东京以西约350公里处的反应堆发生涡轮机房内蒸汽泄漏事故，导致4人死亡、7人受伤。虽然日本官方称在核电站周围的监测辐射仪器没有发现异常，但此次事故仍被认为是日本迄今伤亡最惨重的核电站事故。
17.2009年日本滨冈核电站泄漏事故
2009年12月2日，位于日本中部地区静冈县御前崎市的滨冈核电站发生核泄漏事故，核电站的23名工人受到直接辐射，约53升水受到污染，被污染的水放射性超标300多倍。
震惊世界的水俣湾事件
日本熊本县水俣湾外围有一个被九州本土和天草诸岛围起来的内海，那里海产丰富，水俣湾附水俣镇等地有5万左右的居民，世世代代在此安居乐业。可是，1956年，水俣湾附近却发现了一种奇怪的病。这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。随后不久，此地也发现了患这种病症的人。患者由于脑中枢神经和末梢神经被侵害，轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形，重者精神失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓高叫，直至死亡。当时这种病由于病因不明而被叫做“怪病”。