日本大地震以及由此引发的海啸对日本农业造成了沉重打击，福岛、宫城、岩手三县损失最为惨重。而核泄漏问题迟迟无法得到妥善解决，更令日本农民感受到在伤口上撒盐之痛。
东京电力公司第一核电站出现核泄漏事故之后，30公里圈内的日本人已离开家园避难，这里的土地由于遭受放射性物质污染有可能长期成为废地。目前，在福岛第一核电站又发现了钚泄漏，钚238半衰期是87年，钚239半衰期需要2.4万年，钚在多大程度上泄漏，传播的范围有多大，目前还不太清楚。日本政府决定福岛县所有农田禁止耕种，并在以福岛第一核电站为半径30公里圈外选择150处的土壤进行放射性物质检测。福岛县喜多方市离福岛第一核电站100多公里，眼看快到插秧的季节，农民无法育苗，因为要等待政府的检测。
核放射性物质随风飞散的范围更广，影响远远超过地震灾区本身。日本政府食品安全委员会确定农产品核放射性物质暂定标准，福岛、茨城、栃木、群马四县农产品查出放射性物质超标，这四个县的各类蔬菜和福岛县的牛奶禁止出售，200多公里以外的千叶县和东京都的一部分农产品也查出了放射性物质超标，有关当局要求这一带的农家自律，不要在市场上出售农产品。
此外，由于在福岛、茨城、栃木、群马四个县的蔬菜中查出核放射性物质超标，日本政府决定扩大到宫城、山形、埼玉、千叶、新澙、长野6县，对这些县生产的蔬菜强化放射性物质检测。检测结果表明，这些县只有部分地区蔬菜受到污染，按规定不能出售，但由于受传言的影响，无论超标与否，很多蔬菜批发市场都不想要这六个县的蔬菜。有的农家只能眼看着蔬菜毁掉。整个关东地区蔬菜比震前价格都要低很多，但仍然卖不出去。上述受灾地区在日本均为农业大县，大面积的农作物遭殃，对农产品自给率仅为39%的日本来说，可谓难以承受。
此外，这次核物质泄漏对日本的农业出口造成了沉重的打击。虽然日本是农产品进口大国，但日本政府一直在鼓励农产品出口，主要原因是因为日本农产品安全，在国外可以卖高价，从而提高农民的收入。2010年，日本农产品出口额为4921亿日元，农林水产省计划2017年日本农产品出口突破1万亿日元。这次日本农产品查出的放射性物质的数值不仅超过国内的标准，而且超过世界卫生组织和世界粮农组织制定的国际标准。就在4月5日，印度成为首个全面禁止进口日本食品的国家，另有25个国家和地区采取了限制日本农产品进口的相关措施。随着时间的推移，还会有更多的国家和地区采取限制进口日本农产品的措施。欧盟委员会主席巴罗佐5日也说，欧盟将进一步加强对从日本进口食品和饲料的监控。
日本政府在世界贸易组织会议上表示，日本已对可能遭到放射性物质污染的农产品采取了禁止出货的措施，希望各国不要反应过激。但核泄漏真正得到控制还需很长时间，很多国家都对日本的应对措施心存疑虑。4日，渔业组织从在北茨城市附近海域的玉筋鱼幼鱼体内检测出铯超标，进一步加重了人们的担忧。
目前，日本政府对这次放射性物质污染农产品采取的措施主要包括三个方面，一是稳定消费者，内阁官房长官每天举行记者招待会，通报所有查出的农产品放射性物质超标、自来水超标等均未达到危害人体健康的程度，以消除恐慌。二是稳定农家，农产品因放射性物质超标不能上市和因传言影响没人订货的农家，均可得到赔偿。三是用科学的方法应对核泄漏。重灾区茨城县农林水产部门3月29日发表技术对策包括，尽量让蔬菜出货时少沾土，蔬菜出货时扒去外皮，尽量室内栽培蔬菜，家畜要尽量用核电站发生泄漏之前的饲料喂养等。从长期看，日本政府为了挽救日本的农业，还将出台更多措施。