La violente réplique de magnitude 7,4 qui a duré 40 secondes a endommagé la centrale nucléaire d'Onagawa à plus de 100 km au nord de Fukushima. Tohoku Electric Power, l'exploitant de la centrale annonçait que des fuites d'eau avaient été détectées. De l'eau s'échappait des piscines de refroidissement du combustible des réacteurs 1, 2 et 3. Cette centrale avait déjà suscité l'inquiétude des autorités japonaises immédiatement après le séisme et le tsunami qui y avait décrété l'état d'urgence le dimanche 13 mars. Un feu s'était déclaré dans le bâtiment abritant la turbine d'un des réacteurs et une fuite d'eau avait déjà été repérée.