2012年8月14日，日本一个研究小组说，福岛第一核电站附近的蝴蝶在辐射物质泄漏事故后基因突变。冲绳县琉球大学副教授丈二大泷（音译）称，泄漏发生后，一些酢浆灰蝶在幼虫阶段即暴露在放射性尘埃环境中，随后被放在放射性尘埃区外的实验室内培育。
研究人员发现，这些蝴蝶中，12%基因突变，包括翅膀变小、眼睛受损。它们的下一代中，18%出现类似状况。尽管第三代蝴蝶的“父母”中有一个本没有受到事故影响，畸形的比例仍为34%。丈二说，研究人员9月、即事故发生6个月后在福岛收集另外240只蝴蝶。结果显示，这组蝴蝶的畸形比例为52%。
丈二随后在冲绳完成一组比对试验，把没有受到影响的蝴蝶暴露在低辐射环境下，结果显示，蝴蝶出现畸形的比例与先前试验结果相似。他说：“我们得出肯定结论，福岛第一核电站辐射泄漏损伤蝴蝶基因。” 2012年8月21日，日本东京电力公司宣布，从福岛第一核电站半径20公里海域捕获的大泷六线鱼体内，检测出相当于每千克鱼2.58万贝克勒尔的放射性铯，创下福岛第一核电站事故以来的最高纪录。
鉴于日本东京电力福岛第一核电站地下蓄水池曾发生泄露，东电一直对蓄水池外侧突然进行辐射浓度监测。据东电公司2013年4月28日对前一日在1号蓄水池外侧的土壤采集到的核污水进行分析，分析结果显示核污水辐射浓度比2日前上升超过10倍。蓄水池外侧土壤采取水的地点共有2处，2地点之前的辐射浓度一直维持较低水平。日本东电公司对此称：“目前原因还不清楚。将继续进行监测。”
2013年3月16日，日本福岛第一核电站4号反应堆所在机房16日清晨再度发生火灾。当地消防队员正在开展紧急灭火行动，但起火原因不详。15日，这座反应堆内的“乏燃料池”因温度过高发生火灾，所幸被及时扑灭，但已经造成放射性污染物大面积泄漏。
随着日本福岛第一核电站震后危机迟迟不见缓解，许多国家民众开始担心，核能是否真的如同一些媒体宣传的那样，是种“清洁干净的未来能源”。这个问题在许多欧洲国家引起了不小的争议。 有环保组织宣称，即便是像日本这样有着极强灾害应急能力和严格核安全措施的国家，也无法完全避免本次放射性灾难发生，更何况其他过惯了“太平日子”的欧美小国了。 《华盛顿邮报》报道，在大规模的民众抗议过后，德国总理默克尔15日宣布，该国7座1980年前修建的核电站将“暂时关闭”。 拥有5座核电站的瑞士此前也表示，未来将冻结新的核电站建设计划，现有核电站将在达到滋生使用寿命后将停止使用，不再修建“接班站”。 意大利政府则呼吁民众“冷静对待日本核危机”，并强调该国新核电站将于2013年如期开工。美国总统奥巴马发言人也指出，继续推进美国的核电站建设是本届政府的“能源国策”。法国则反复宣布，该国50多座核电站是“最安全的”（核电占法国全部发电量的80%以上）。 曾因切尔诺贝利核电站爆炸事故遭受重创的俄罗斯、乌克兰和白俄罗斯三国则强调，25年前的那场悲剧不会阻止它们继续发展核电的步伐。俄罗斯正在建设6座核电站，并将帮助白俄罗斯建设一座核电站。乌克兰也将在现电站内增加两座核反应堆。 英国未来也计划建设10座新核电站，但强调会采用更为安全的技术措施。印度拥有7座核电站和20座反应堆。这些电站分别采用美国、法国和俄罗斯技术，遍布该国各个地区。 《华盛顿邮报》称，“全球核电大户”中国也表示，将继续全面推进核电建设，并大幅度提高核电安全等级。中国政府官员透露，中国在建核电站技术性能先进。在紧急情况下，不会像日本福岛核电站那样，必须依靠电力来驱动反应堆的冷却系统工作。 中国新一代核电站冷都配有大型冷却水箱，在紧急情况下，可利用重力自流供水，确保核电站反应堆的降温工作继续进行。中国台湾地区正在建设四座新核电站，并将于2012年投入运营。台湾现有的三座核电站工作正常，并且已经接受了更严格的安全检查。
东电的错误行动仍在持续，2013年1月，东电公司发现，福岛核电厂所在海湾内的鱼体内辐射水平很高。当地渔民和独立研究人员怀疑发生辐射性废水的泄漏，但东电公司却予以否认。 2013年7月22日，东电公司偷偷地将核电厂的放射性废水排入海洋，此举严重损害了日本公众对东电公司的信任。 2013年8月初，日本一家核监察机构在东电公司的报告中警告说，附近海域中铯、氚、锶的水平激增。最终东电公司承认，其总裁广濑直美（Naomi Hirose）也因此减薪。 2013年8月28日，日本原子能规制委员会将福岛第一核电站的核泄漏警戒等级，从1级，提高到3级。
来自日本福岛核电站放射性核素的动向被清楚地显示出来，水质监测结果表明，加拿大的内陆水域发现了微量的污染，这些污染物通过洋流向东扩散，但科学家强调即便是污染物浓度最大的区域，也是处于安全部门设定的范围之内，因此北美地区的人们不必过于焦虑。来自加拿大贝德福德海洋研究所的科学家在福岛核电站事故后沿着温哥华、不列颠哥伦比亚省以西的海域布设监测断面，覆盖海域长度达到了2000公里。
