在反應堆中使用后換下來的核燃料棒稱為乏燃料棒，保存乏燃料棒的冷卻池稱為乏燃料池，通常核電站每個機組有一個單獨的乏燃料池，另外還有供幾個機組共用的乏燃料池。2011年福島核事故中，1至3號機組的三個乏燃料池中還分別存有392根、615根和566根乏燃料棒，東京電力公司需將其轉移到安全地點。

2019年4月，東京電力公司首先開始轉移3號機組乏燃料池中的乏燃料棒，這比計劃要晚了約4年。由于1至3號機組內部核輻射太高，只能通過遠程操作機器設備慢慢轉移。東京電力公司于2月28日完成了3號機組乏燃料池中最后6根乏燃料棒的移出工作，至此該機組566根乏燃料棒已全部轉移到相對安全的福島第一核電站共用乏燃料池中。

東京電力公司計劃接下來繼續移出1號機組和2號機組乏燃料池中的392根和615根乏燃料棒。此外，東京電力公司還要取出三個機組堆芯熔毀后的數百噸核燃料殘渣，這項工作更困難，目前還沒有眉目。

今年2月13日福島縣附近海域發生7.3級強震后，福島第一核電站和第二核電站的乏燃料池溢出少量水，福島第一核電站1號和3號機組的安全殼內水位下降。東京電力公司和日本政府監管部門稱這些事件沒有對核電站和外界造成影響，但22日從福島縣近海捕撈的一種魚檢測出放射性物質超標，日本媒體稱，這是約2年來福島近海捕撈的魚再次檢測出放射性物質超標。