1號機組
（早先情況）12日確認反應堆堆芯燃料開始熔化，工作人員釋放容器內蒸汽並灌入海水冷卻。12日下午發生氫氣爆炸，但反應堆容器本身並未損壞。目前正在持續注入海水降溫。據推測，截至15日下午3點半，1號機組有70%的反應堆燃料受損。
2號機組
（早先情況）14日冷卻系統失靈，工作人員開始灌入海水冷卻，但水位下降迅速，燃料棒一度完全露出水面，同時伴隨周邊輻射量上升，推測堆芯已經部分熔毀。15日上午發生爆炸，爆炸使反應堆中的控制壓力容器發生損壞。目前正在持續注入海水降溫。據推測，截至15日下午3點半，2號機組有33%的反應堆燃料受損。
15日，國際原子能機構(IAEA)稱，福島第一核電站2號機組的反應堆主保護殼可能已受到爆炸的影響而破裂。
16日上午，核電站正門附近的輻射量急劇上升，中午12時曾達到10毫西弗/小時，據估計輻射主要來自壓力控制室發生損壞的2號機組。
受輻射量上升的影響，東京電力公司於上午10點40分將所有工作人員撤離到安全場所。之後輻射量一度有所下降，上午11點半，工作人員再次返回核電站投入工作。
3號機組
（早先情況）13日冷卻系統失靈，工作人員先注入淡水，不久改為注入海水。14日發生氫氣爆炸，反應堆所在建築遭到損壞，堆芯燃料部分熔毀，但反應堆容器損壞的可能性較小。15日機組附近輻射量曾高達400毫西弗/小時。目前正在持續注入海水降溫。
16日上午10點，第一核電站上空冒出白煙，後確定白煙來自3號反應堆。之後東京電力公司表示白煙是水蒸汽的可能性比較大，可能來自3號反應堆乏燃料儲存水池，但由於輻射強度太高而無法對煙霧進行檢測。3號反應堆乏燃料儲存池當中有514根乏燃料棒，目前這些燃料無法得到水冷。
日本自衛隊原本計劃派出直升機飛往3號反應堆上空，進行空中放水降溫。此行動因暴風雪等因素一度推遲。後天氣好轉，一架大型運輸直升機攜帶灑水裝置，飛往核電站上空準備對反應堆進行空中放水。但最終由於核電站上空的放射線大大超過規定數值，顧慮傷及自衛隊員健康，而放棄了這一計劃。
在自衛隊放棄空中放水計劃後，日本政府要求警察廳派特殊消防車趕往核電站，使用高壓水槍從地面實施注水。此行動最早將於當日夜晚開始。
4號機組
（早先情況）在地震發生前已經處於停機狀態，反應堆中只有少量乏燃料。15日發生小規模氫氣爆炸，乏燃料起火。因輻射嚴重，無法立刻注水降溫，計劃未來兩到三天中開始注水。
16日清晨5時45分，4號機組再次著火。火災地點與前日相同。6時15分熄滅。日本官方解釋起火原因是由於15日發生的火災未被完全撲滅所致。
4號反應堆因爆炸和起火，情況變得比其它反應堆更為嚴重。法國核能安全局（ASN）認為，雖然4號反應堆存放的是已用完廢棄的乏燃料，但這些乏燃料仍有餘熱且極具放射性，而且並不處於鋼鐵和混凝土組成的保護罩中。一旦熔毀甚至爆炸，將會造成更多放射性物質的洩露。因此，ASN將4號機組的乏燃料池視作此次危機中的「主要威脅」。
而東京電力公司管理人員在回答4號機組乏燃料棒是否會重新進入臨界狀態（即重啟核反應）時表示：「這種可能性不是零。」公司表示，正在考慮啟用直升機向4號反應堆噴灑硼酸。硼酸可吸收核反應必需的中子，阻止反應繼續發生。
關於是否可以對4號機組進行直升機空中放水，東京電力公司稱，由於注水孔與廢燃料池相距數十米之遙，以及直升機每次載水量有限，通過直升機對4號機組廢燃料池噴水「極為困難」，正在考慮通過消防車和其他途徑來注水。
5號、6號機組
（早先情況）在地震發生前正在進行維護檢修工作，處於停機狀態。
16日，日本原子力安全保安院公布，5號機組冷卻水水位已經下降，在15日晚間9時，燃料棒已經高出水面2米。目前正在藉助6號機組的發電機來調節5號機組的水位。這兩個機組的注水工作仍在進行。
16日，觀測到這兩個機組裝有反應堆乏燃料的水池溫度輕微上升，分別達到61.1度、59.5度。
15日晚上8點40分至50分，在距離福島第一核電站西北20多公裡的區域測得輻射量為220-330微西弗/小時。16日上午，在距離，核電站30至60公裡的區域測得輻射量為12.5-25.3微西弗/小時。日本內閣官房長官枝野幸男16日表示，在距福島第一核電站20公裡以外的居民，目前不會有任何危險。
16日上午10時左右，核電站正門附近核輻射量急劇上升，10點40分達到6400微西弗/小時，工作人員緊急撤離。之後輻射量下降，恢復工作。但在中午12點30分測出了10850微西弗/小時的最高值。下午13點10分下降至2538微西弗/小時。
此外，16日證實，15日凌晨在核電站正門附近檢出中子射線，強度為0.02微西弗/小時左右，來源不明。此前，在14日發生的3號機組氫氣爆炸後也曾檢出中子放射。專家認為，中子的產生是核燃料棒或者乏燃料的不可控造成的，所以測出中子射線意味著反應堆裡的中子沒有被控制棒完全吸收，有逃逸，而逃逸原因又不明；同時意味著密封容器可能有裂縫導致中子逃逸。所以才引起焦慮。
東京電力公司正在建設新輸電線，以實現從核電站外部供電，恢復反應堆緊急冷卻系統（ECCS）的運作。若成功，則能避免1-3號反應堆核心繼續熔毀，達到「冷溫停止」狀態。此前由於核電站供電系統在海嘯中毀壞，一直使用以電源車驅動的滅火水泵向堆內注水，但水泵功率不足，注水困難。
15日晚至16日清晨，東北和關東地區大範圍降雪，一些地區氣溫低於零攝氏度。
16日，日本氣象局表示，核電站附近當天將刮西北風，將釋放的輻射物吹向太平洋方向。下午風速將加強至最高每秒12米。
世界氣象組織和國際原子能機構北京區域環境緊急響應中心最新預報結果顯示，16日夜間至19日，日本核電站核洩漏產生的放射性汙染物在低層先向南再向東擴散，在中、高層先向東再向東北擴散，對我國無影響。
福島縣災害對策本部表示，16日上午8點，在福島市內自來水管內的水中檢測出了少量的放射性物質，其中鈾為每千克水177貝克勒爾（放射性活度的國際單位），銫為每千克水58貝克勒爾。根據日本規定，在發生核輻射的情況下，每千克食物中放射性物質的國家標準為鈾300貝克勒爾以下，銫200貝克勒爾以下。
日本文部科學省15日發布的數據顯示，當天上午，關東地區以北風為主，位於福島核電站以南的栃木縣、埼玉縣、神奈川縣、千葉縣和東京都各地均檢測到超過正常時期10-100倍的輻射量；下午颳起東風，核電站以西的福島縣郡山市檢測出的輻射值超過上午的130倍。
由於關東地區檢出放射物，部分民眾逃離，引發公路堵塞，車票機票都非常難買。
16日上午，在福島第一核電站3號和4號反應堆事故的影響下，產生大量高濃度核物質。當天，在距離核電站約21公裡處的福島縣浪江町附近檢測到330微西弗/小時的輻射量，相當於正常情況下的約6600倍。這一地區屬於政府要求躲在室內的區域，而非要求撤離的區域。此外，上午11時40分，茨城縣北茨城市的核輻射量超過了平時的300倍。遠離重災區的山形縣也檢測出了15年來的最高核輻射值。
據日本NHK報導，繼13日從若葉區的養雞場的雞中檢出禽流感病毒，千葉縣又在距若葉區4公裡的其他養雞場雞中檢出了新的「H5」型禽流感病毒。這個養雞場到16日止3天裡已死了100隻以上的雞。千葉縣為防止感染擴大，已經處理了這個養雞場的6萬2000隻雞，並限制半徑10公裡以內的養雞場飼育的雞和雞蛋外流。
鑑於目前福島核電站事故的嚴重性和不確定性，中國駐日本大使館15日下午發布緊急公告，呼籲在日本地震重災區的中國公民有序撤離回國。
鑑於日本福島核電站事故引發的核危機仍在持續，英國外交部當地時間16日建議居住在東京及其以北地區的旅日公民撤離。
俄羅斯外交部表示，計劃從18日起開始撤出駐日本使館的外交人員家屬。
泰國15日表示，將派運輸機運送救災物資前往日本，並搭載泰僑返鄉。
羅馬尼亞外交部發布公報要求羅公民前往駐日大使館登記，同時呼籲尋找在日親屬的國民向相關部門提供充足信息。
哈薩克斯坦外交部表示，已派出一架專機14日上午搭載多名專業醫護人員以及水和食品緊急飛赴東京，當晚搭載69名哈薩克斯坦僑民和17名吉爾吉斯斯坦僑民回國。
此前，法國、美國、瑞士、菲律賓等多國已經向本國在日公民發出預警或派包機撤僑。
日本首相菅直人和聯合國秘書長潘基文今晚就福島第一核電站持續的嚴重局勢舉行電話會談，潘基文稱會提供全面支援，菅直人則表示會繼續和國際社會共同分享事故信息。
國際原子能機構(IAEA)總幹事天野之彌16日表示，他最早將於本周四前往日本。
中國政府在前期援助3000萬元人民幣人道主義救災物資、派遣救援隊赴日開展搶險救援的基礎上，根據日本政府的請求，再次提供1萬噸汽油、1萬噸柴油的緊急無償援助。
美國原子能安全委員會決定，根據日本政府的請求，派出一個由34位核專家組成的專家團前往日本，協助日本政府處理福島第一核電站事故。這個專家團已經出發。
美國軍方宣布，已派出多臺高壓水泵馳援日本核電站。
此前美國海軍第七艦隊在仙臺附近進行地震救援活動時，艦載直升機機組人員被檢測出受到微量核輻射。艦隊暫停活動，並向安全區域撤離。美軍直升機原定13日前往救援巖手縣陸前高田市的居民，但已經中止了這一行動。美國五角大樓16日發出通知，要求在日本參加救援的美軍士兵必須處於距離福島核電站80公裡之外的區域。通知稱，除非得到美國防部的特別批准，否則美軍不得進入這一範圍之內。
俄羅斯緊急救援部派出的第二架救援飛機3月16日飛抵東京，此次派出了25名救援人員。此前，俄羅斯已向日本派出了79名救援人員，還運送了17噸救援物資。
法國電力公司總裁亨利·帕格裡奧16日表示，該公司將向運營福島核電站的日本東京電力公司提供技術援助。
截止16日晚間，共有116個國家和地區向日本提出援助。
《日本核電站危機大事記（11-13日）》
《日本核電站危機大事記（14-15日）》
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