原発は運転終了後も、放射性物質を施設外に漏らさないよう安全に管理する必要がある。電力会社は原子炉等規制法に基づき、国に廃止措置計画を提出しなければならない。経済産業省によると、廃炉期間は２０〜３０年で、原発施設の除染、解体、廃棄物の処分などにかかる費用は、小型炉（５０万キロワット級）は３６０億〜４９０億円、中型炉（８０万キロワット級）は４４０億〜６２０億円、大型炉（１１０万キロワット級）は５７０億〜７７０億円という。

東電と政府が昨年６月にまとめた工程表では、４号機に続いて１〜３号機の使用済み核燃料を最速で２０１５年度から取り出し始める。１〜３号機の原子炉で溶け落ちた核燃料は最速で２０年度から取り出し始めるが、どうやって取り出すかは決まっていない。国際廃炉研究開発機構が一部担ってきた廃炉の技術開発を企画する機能は、原子力損害賠償支援機構に組み込まれる予定で、改正法案が国会で審議されている。

東海発電所と中部電力浜岡１、２号喫静岡県）では東日本大震災前から廃炉作業が進んでいる。震災後、老朽原発は廃炉か運転延長かの判断を迫られた。今年３月、九州電力玄海１号帰関西電力美浜１、２号喫福井県）、中国電力島根１号喫松江市）、日本原電敦賀１号喫福井県）の計５基の廃炉が決まった。今後、各原発の具体的な廃炉計画が決まる。