2011年3月11日14時46分，日本東北地方外海發生規模9.0大地震，並且引發最高40.5公尺的海嘯。這是日本歷年來規模最大的地震及海嘯。地震隨後引發火災和核洩漏事故，日本東北城市遭受毀滅性破壞，並導致全球因輻射外洩而恐慌。
日本東北人口最多的宮城縣，沿海城市多遭受海嘯襲擊，首府仙台市發生嚴重水災，多數居民被迫撤離，氣仙沼市港邊的漁船用油槽被海浪捲倒引發大火，燃燒物隨浪漂流，全市陷入一片火海。岩手縣宮古市的海嘯高達38.9公尺，將近十三層樓高，超越1896年明治三陸大海嘯的規模。
這次地震造成至少15,828人死亡、3,754人失蹤、5,942人受傷，受損房屋983,073棟，經濟損失達到2,100億美元。
福島核事故 全球恐慌
地震後，東京電力公司福島核電站的1號、3號和2號機陸續發生爐心熔毀和氫氣爆炸，並損害了4號機的建物。這是日本首起核電廠爐心熔毀事故，共有16萬人因放射性物質被撤離；至少3個月內，東亞地區陷入核輻射外洩的恐慌中；核電廠周遭部分地區，未來數十年必須列為禁區；福島核電站1至4號機組廢爐必須耗費三十年以上。
此外，東電的海水冷卻反應爐產生十萬多噸含輻射物質的廢水，全都被傾倒至太平洋，引發鄰國憤怒。日本在6月以去污染設備淨化受輻射污染的廢水，抽回作為冷卻劑使用。
為挽救核電廠，不顧安危深入廠內救災的「福島50人」，沒有人知道他們後來的遭遇。但他們在10月獲得西班牙「阿斯圖里亞斯親王人道獎」。
地震海嘯核災 災情嚴重
311地震後，岩手、宮城、福島3個重災區沿岸28個地點，因地震使地層下陷了74～84公分；本州向東位移約2.4公尺，海底出現一條寬80公里的裂縫；部分地區的地平面下降，海水遲未退去；地球自轉加快了1.6微秒；宮城縣外海底海床移動了24～30公尺。
東電的損失高達約230億美元，日本將補助東電15億美元，但東電必須確保供電並解決核災問題。預估到2013年為止，東電的賠償金額高達575億美元。
未計入汽車與船隻，宮城、岩手與福島災區的垃圾量高達2,490萬噸，達到阪神大地震的1.6倍。由於欠缺臨時掩埋場，又須分類處理，嚴重阻礙重建速度。當年阪神地震花了三年多才將垃圾處理完畢。海嘯後，難以清理的上億噸殘骸在12月飄到美西海岸，比預估時間快了三倍。
本次災難有134個國家和地區與39個國際組織對日提供援助，台灣至少捐助新台幣70億元，金額最高。日本政府將每年3月11日定為「國家災難防治日」。
廢核成為趨勢
鑑於此次複合性災難的嚴重性，日本反核團體9月在東京發起311強震以來最大規模的反核活動，大約六萬人參加。
福島核危機，也讓各國的去核行動更加積極。德國政府在5月宣布，將於2022年全面廢除核能發電，成為全球第一個不用核能的工業國家。核能發電目前占德國電力供應的23%，德國積極尋求發展火力、風力發電等替代能源。
比利時同意自2015年起關閉境內7座核電廠。比利時已經是能源淨進口國，以熱能取代核能可能提高碳排足跡，大幅增加電費負擔。
義大利則以公民投票拒絕重啟核能發電，為歐洲國家首見。義大利上世紀60年代已實現核能發電，在1986年烏克蘭車諾比（Chernobyl）核事故後，通過公決關閉了全部核電站。
法國電力公司宣布第三代「壓水式反應器」的運轉時間再延後二年。對於八成電力仰賴核能，積極推銷核電機組的法國核電來說，這是核能工業的挫敗。
瑞士政府決定，現存的5座核電廠，在50年的營運期滿後將不再新建，最後一座將在2034年停止運轉。瑞士將大力提高能源使用效率，繼續開發水電與可再生能源，並且擴大能源進口。
