Le gouvernement japonais a signalé qu'environ 1,22 billion de becquerels (Bq) de matières radioactives ont été rejetées dans l'océan, principalement par le ruissellement des eaux souterraines et des eaux de pluie provenant de la centrale nucléaire endommagée. La majorité des substances rejetées étaient des radionucléides à vie courte, comme l'iode 131 et le césium 137.
Cependant, une étude ultérieure menée par des scientifiques de la Woods Hole Oceanographic Institution a estimé que la quantité de radioactivité rejetée pourrait être beaucoup plus élevée, atteignant potentiellement 25 000 milliards de Bq. Cet écart dans les estimations est largement attribué aux difficultés liées à la mesure des niveaux de radioactivité dans un environnement océanique vaste et dynamique.
Les substances radioactives rejetées ont été dispersées par les courants océaniques et diluées au fil du temps, entraînant une diminution progressive de leurs concentrations. Les efforts de surveillance déployés par diverses organisations et gouvernements ont détecté des traces de matières radioactives dans l'océan Pacifique, notamment dans les eaux côtières du Japon et des pays voisins.
Les niveaux de radioactivité détectés dans l’océan ont généralement été considérés comme faibles et peu susceptibles de constituer une menace immédiate significative pour la santé humaine ou le milieu marin. Cependant, les effets à long terme et les impacts potentiels sur certaines espèces et écosystèmes marins sont encore étudiés.