O 4 nad ranem 12 marca ciśnienie osiągnęło 840 kPa (dwukrotne przekroczenie granicy bezpieczeństwa), przez co pompa nie była w stanie wtłaczać wody do reaktora.
Przyczyny awarii systemów bezpieczeństwa Elektrownia posiadała dwustopniowe zabezpieczenia przed różnymi formami klęsk żywiołowych, wliczając w to trzęsienia ziemi i huragany. Mimo zabezpieczenia elektrowni od strony morza murem oporowym, tsunami będące następstwem trzęsienia ziemi przelała się górą, zalewając nisko położone pomieszczenia generatorów i niszcząc zbiorniki paliwa dla generatorów.
Według późniejszego oświadczenia TEPCO elektrownię przygotowywano na falę tsunami od 2006 roku po tym jak podobne wypadki (ale z o wiele mniejszą falą) zdarzyły się na Oceanie Indyjskim w 2004. Zabezpieczenia przed tsunami były projektowane na podstawie danych historycznych przy założeniu, że fala nie przekroczy 6,1 m i na tej podstawie wyznaczono wysokość muru oporowego oraz rozmieszczenia pomp. Projekt został zatwierdzony przez japońską agencję bezpieczeństwa nuklearnego (NISA).