日本大地震以及由此引發的海嘯對日本農業造成了沉重打擊，福島、宮城、巖手三縣損失最為慘重。而核泄漏問題遲遲無法得到妥善解決，更令日本農民感受到在傷口上撒鹽之痛。
東京電力公司第一核電站出現核泄漏事故之后，30公里圈內的日本人已離開家園避難，這里的土地由于遭受放射性物質污染有可能長期成為廢地。目前，在福島第一核電站又發現了钚泄漏，钚238半衰期是87年，钚239半衰期需要2.4萬年，钚在多大程度上泄漏，傳播的范圍有多大，目前還不太清楚。日本政府決定福島縣所有農田禁止耕種，并在以福島第一核電站為半徑30公里圈外選擇150處的土壤進行放射性物質檢測。福島縣喜多方市離福島第一核電站100多公里，眼看快到插秧的季節，農民無法育苗，因為要等待政府的檢測。
核放射性物質隨風飛散的范圍更廣，影響遠遠超過地震災區本身。日本政府食品安全委員會確定農產品核放射性物質暫定標準，福島、茨城、栃木、群馬四縣農產品查出放射性物質超標，這四個縣的各類蔬菜和福島縣的牛奶禁止出售，200多公里以外的千葉縣和東京都的一部分農產品也查出了放射性物質超標，有關當局要求這一帶的農家自律，不要在市場上出售農產品。
此外，由于在福島、茨城、栃木、群馬四個縣的蔬菜中查出核放射性物質超標，日本政府決定擴大到宮城、山形、埼玉、千葉、新澙、長野6縣，對這些縣生產的蔬菜強化放射性物質檢測。檢測結果表明，這些縣只有部分地區蔬菜受到污染，按規定不能出售，但由于受傳言的影響，無論超標與否，很多蔬菜批發市場都不想要這六個縣的蔬菜。有的農家只能眼看著蔬菜毀掉。整個關東地區蔬菜比震前價格都要低很多，但仍然賣不出去。上述受災地區在日本均為農業大縣，大面積的農作物遭殃，對農產品自給率僅為39%的日本來說，可謂難以承受。
此外，這次核物質泄漏對日本的農業出口造成了沉重的打擊。雖然日本是農產品進口大國，但日本政府一直在鼓勵農產品出口，主要原因是因為日本農產品安全，在國外可以賣高價，從而提高農民的收入。2010年，日本農產品出口額為4921億日元，農林水產省計劃2017年日本農產品出口突破1萬億日元。這次日本農產品查出的放射性物質的數值不僅超過國內的標準，而且超過世界衛生組織和世界糧農組織制定的國際標準。就在4月5日，印度成為首個全面禁止進口日本食品的國家，另有25個國家和地區采取了限制日本農產品進口的相關措施。隨著時間的推移，還會有更多的國家和地區采取限制進口日本農產品的措施。歐盟委員會主席巴羅佐5日也說，歐盟將進一步加強對從日本進口食品和飼料的監控。
日本政府在世界貿易組織會議上表示，日本已對可能遭到放射性物質污染的農產品采取了禁止出貨的措施，希望各國不要反應過激。但核泄漏真正得到控制還需很長時間，很多國家都對日本的應對措施心存疑慮。4日，漁業組織從在北茨城市附近海域的玉筋魚幼魚體內檢測出銫超標，進一步加重了人們的擔憂。
目前，日本政府對這次放射性物質污染農產品采取的措施主要包括三個方面，一是穩定消費者，內閣官房長官每天舉行記者招待會，通報所有查出的農產品放射性物質超標、自來水超標等均未達到危害人體健康的程度，以消除恐慌。二是穩定農家，農產品因放射性物質超標不能上市和因傳言影響沒人訂貨的農家，均可得到賠償。三是用科學的方法應對核泄漏。重災區茨城縣農林水產部門3月29日發表技術對策包括，盡量讓蔬菜出貨時少沾土，蔬菜出貨時扒去外皮，盡量室內栽培蔬菜，家畜要盡量用核電站發生泄漏之前的飼料喂養等。從長期看，日本政府為了挽救日本的農業，還將出臺更多措施。