由于長時間的注入作業，3號機組反應堆容器內的壓力過大，而壓力控制室又已經損壞，因此工作人員擬打開容器頂部壓力蓋釋放壓力。

?3號機組曾擬開蓋釋放輻射蒸汽

東電20日下午宣布，福島第一核電站3號機組反應堆內部壓力暫時穩定，目前沒有直接從安全殼向外釋放蒸汽的必要。日本原子能安全與保安院（簡稱保安院）在當天早些時候曾宣布，3號機組安全殼的壓力正在上升，有關人員需要采取緊急措施減壓。

從19日開始，東京消防署對3號機組實施了長時間的注水作業，相當的水量進入了反應堆內浸泡燃料棒的乏燃料池，但同時也導致了容器內壓力升高。截至目前，3號機組的總注水量已達2000噸以上，超過了該機組乏燃料池約1400噸的蓄水量。

本來的做法是，容器內的壓力要通過壓力控制室的減壓和處理才可以向容器外釋放，但是，目前3號機組反應堆的壓力控制室已經損壞。因此，為了防止容器爆炸，只能直接將容器頂部的壓力蓋打開，將壓力釋放。保安院還說，在釋壓期間，救災人員將會進行一定程度的退避。

?4號機組完成首次注水

日本防衛省宣布，20日上午已向福島第一核電站4號機組首次注水，注水約持續10分鐘，總注水量約80噸。這是地震發生以來首次對該機組實施注水作業。

4號機組曾于15日和16日發生過兩次火災，目前乏燃料池的水位和溫度還處于無法把握的狀態。東電在3天前曾用直升機進行確認，發現還有一點水光，因此決定先集中精力應對處于最危險狀態的3號機組。

?5、6號機組水溫繼續下降

東電20日清晨發布消息說，福島第一核電站的5號和6號機組的水溫繼續處于下降之中，尤其是6號機組的水溫下降幅度很大，其乏燃料池的水溫從19日夜23時的67.5攝氏度降至20日凌晨3時的52攝氏度。19日，這兩個機組反應堆的冷卻水控制系統得到恢復。

另據東電透露，20日上午7點半左右，福島第一核電站2號機組西北約0.5公里周圍的輻射量從19日下午2點的每小時3443微西弗減少至2625微西弗。

日本內閣官房長官枝野幸男表示，事態正向著受控制的方向發展，但未來的形勢仍然無法預測。