乏燃料长时间持续释放热量与强辐射，为进行冷却和阻挡辐射将其保管在燃料池内。包括未使用燃料在内，1至3号机组燃料池共有1573根燃料。事故中发生堆芯熔化和氢气爆炸的3号机组辐射量高，搬出准备工作滞后。东电最初的目标是“2014年末开始”，而后改为“2015年度上半期”、“2017年度”。之后又改为“2018年度中期前后”，2018年夏季出示最快同年11月启动的计划，但因相关装置接连发生故障而推迟至本月。