2011年3月11日14时46分，日本东北地方外海发生规模9.0大地震，并且引发最高40.5公尺的海啸。这是日本历年来规模最大的地震及海啸。地震随后引发火灾和核泄漏事故，日本东北城市遭受毁灭性破坏，并导致全球因辐射外泄而恐慌。
日本东北人口最多的宫城县，沿海城市多遭受海啸袭击，首府仙台市发生严重水灾，多数居民被迫撤离，气仙沼市港边的渔船用油槽被海浪卷倒引发大火，燃烧物随浪漂流，全市陷入一片火海。岩手县宫古市的海啸高达38.9公尺，将近十三层楼高，超越1896年明治三陆大海啸的规模。
这次地震造成至少15,828人死亡、3,754人失踪、5,942人受伤，受损房屋983,073栋，经济损失达到2,100亿美元。
福岛核事故 全球恐慌
地震后，东京电力公司福岛核电站的1号、3号和2号机陆续发生炉心熔毁和氢气爆炸，并损害了4号机的建物。这是日本首起核电厂炉心熔毁事故，共有16万人因放射性物质被撤离；至少3个月内，东亚地区陷入核辐射外泄的恐慌中；核电厂周遭部分地区，未来数十年必须列为禁区；福岛核电站1至4号机组废炉必须耗费三十年以上。
此外，东电的海水冷却反应炉产生十万多吨含辐射物质的废水，全都被倾倒至太平洋，引发邻国愤怒。日本在6月以去污染设备净化受辐射污染的废水，抽回作为冷却剂使用。
为挽救核电厂，不顾安危深入厂内救灾的「福岛50人」，没有人知道他们后来的遭遇。但他们在10月获得西班牙「阿斯图里亚斯亲王人道奖」。
地震海啸核灾 灾情严重
311地震后，岩手、宫城、福岛3个重灾区沿岸28个地点，因地震使地层下陷了74～84公分；本州岛向东位移约2.4公尺，海底出现一条宽80公里的裂缝；部分地区的地平面下降，海水迟未退去；地球自转加快了1.6微秒；宫城县外海底海床移动了24～30公尺。
东电的损失高达约230亿美元，日本将补助东电15亿美元，但东电必须确保供电并解决核灾问题。预估到2013年为止，东电的赔偿金额高达575亿美元。
未计入汽车与船只，宫城、岩手与福岛灾区的垃圾量高达2,490万吨，达到阪神大地震的1.6倍。由于欠缺临时掩埋场，又须分类处理，严重阻碍重建速度。当年阪神地震花了三年多才将垃圾处理完毕。海啸后，难以清理的上亿吨残骸在12月飘到美西海岸，比预估时间快了三倍。
本次灾难有134个国家和地区与39个国际组织对日提供援助，台湾至少捐助新台币70亿元，金额最高。日本政府将每年3月11日定为「国家灾难防治日」。
废核成为趋势
鉴于此次复合性灾难的严重性，日本反核团体9月在东京发起311强震以来最大规模的反核活动，大约六万人参加。
福岛核危机，也让各国的去核行动更加积极。德国政府在5月宣布，将于2022年全面废除核能发电，成为全球第一个不用核能的工业国家。核能发电目前占德国电力供应的23%，德国积极寻求发展火力、风力发电等替代能源。
比利时同意自2015年起关闭境内7座核电厂。比利时已经是能源净进口国，以热能取代核能可能提高碳排足迹，大幅增加电费负担。
意大利则以公民投票拒绝重启核能发电，为欧洲国家首见。意大利上世纪60年代已实现核能发电，在1986年乌克兰车诺比（Chernobyl）核事故后，通过公决关闭了全部核电站。
法国电力公司宣布第三代「压水式反应器」的运转时间再延后二年。对于八成电力仰赖核能，积极推销核电机组的法国核电来说，这是核能工业的挫败。
瑞士政府决定，现存的5座核电厂，在50年的营运期满后将不再新建，最后一座将在2034年停止运转。瑞士将大力提高能源使用效率，继续开发水电与可再生能源，并且扩大能源进口。
