8月20日，日本首相岸田文雄造訪東京電力福島第一核電站，視察了處理水排放相關設施，聽取安全對策的介紹。岸田向媒體強調，為推進反應堆報廢作業和福島重建，處理水排放是絕不能拖延的課題。次日，日本政府宣佈，已就最快24日啟動東京電力福島第一核電站處理水排海展開最終協調。最終時間表將在22日召開的內閣幕僚會議上決定。

日本官方在做出福島核災廢水8月24日開始排海作業的決定前，日本首相岸田文雄在美國大衞營參加了美日韓三國峰會。據美國之音報導，峰會之前，韓日兩國政府進行了數月的外交，把歷史難題和相互猜疑放置一邊，應對更為緊迫的共同安全關切。尹錫悅和岸田文雄都竭力顯示有意要改善雙邊關係，並處理敏感問題，包括為日本殖民統治期間強迫韓國人勞動提供賠償的計劃，以及韓國人對日本計劃把福島核電站經過處理的核廢水排放入海洋的抗議。

不論是日本自己的核監管部門，還是國際原子能組織都批准了東電公司的核處理水排海方案。7月4日，國際原子能機構在其官網上發布消息，該機構認為日本核處理水排海計劃符合國際安全標準，其對人與環境的不良影響"可忽略不計"。該組織還強調，數十年來，全球各國的核電站都經常向海洋排放放射性廢水。圖為國際原子能機構總幹事格羅西7月初訪問福島，並且在一所實驗室參觀了核廢水養魚項目。

IAEA的評估報告在7月初發布之後，中國外交部發言人連續數日就此事發表措辭嚴厲的抗議評論。IAEA總幹事格羅西說，IAEA的評估報告並不等同於支持認可該計劃，東京方面必須做出最終的決定。他還說：「我們既不贊同該計劃，也不建議這樣做。我們只是說這個計劃符合標準。」他補充說：「我們不選邊站。我不站在日本一邊，也不站在中國一邊，也不站在韓國一邊。這些標準對所有國家都是一致的。」

8月24日，東京電力公司啟動福島第一核電站核廢水排海作業。東京政府在2年多前就做出排海選項並認為這是反應堆報廢和福島重建不容拖延的課題。共同社報導稱，東電將首批排放的約1噸處理水與海水混合，對氚的活度進行最終測定，在確認沒有問題後啟動水泵，開始排海。處理水通過海底隧道抵達約1公里外的海域。2023年度計劃排放共計約3.12萬噸。到福島一核反應堆報廢工作完成為止，排海計劃持續約30年。

在排入大海前，核廢水會經由ALPS系統過濾。東電公司稱，該系統能夠濾走62種放射性物質，只會殘留氚。然後，過濾後的核廢水還會進一步稀釋，直至每立方米污水中的氚的發射性降低到1500貝克勒爾。這只相當於日本核安全標準上限的1/40。東電公司還稱，如果處理後的核廢水不達標，還會重新過濾。經過ALPS系統過濾處理過的水目前保存在核電站廠區內的儲罐內。

中國海關總署8月24日宣佈，即日起全面暫停進口日本水產品。海關總署進出口食品安全局表示，中國海關「高度關注日方此舉對日本輸華食品農產品帶來的放射性污染風險。通過持續開展對日本食品放射性污染風險的評估，在嚴格確保安全的基礎上，對從日本進口食品採取了強化監管措施。接下來，海關總署將持續關注日本核污染水排海情況，視情動態調整有關監管措施，防範核污染水排海對我國國民健康、食品安全帶來的風險。」一個月前，中國方面剛剛暫停從日本10個縣進口食品，現在則將禁令擴大到了日本全國的水產品。根據海關總署數據，2022年中國從日本進口了價值超過 5 億美元的水產品。

香港宣佈8月24日凌晨起禁止日本10個都縣的水產品進口至香港。香港特區政府表示，網上代購也屬商業進口，受禁令規管，如果違反禁令，可被判處第6級罰款及監禁12個月。澳門從8月24日起禁止進口源自日本10個都縣區的鮮活食品、動物源性食品、海鹽及海藻，包括蔬菜、水果、奶及奶製品、水產及水產製品、肉類及其製品、禽蛋等。

韓國國務總理韓德洙在24日發表談話時稱，「如果日本政府按照以前發布的措施排海，那麼韓國沒有理由太擔心」，謀求國民理解。韓國在野黨則指出這是「人類最惡劣的環境災害」。日本駐首爾大使館門前，多個市民團體發出反對呼聲，部分年輕人一度闖入其建築物。據報導，韓國反對排海的十幾個年輕人闖入日本大使館所在大樓，被警察拘留。

日本福島核電站啟動排海作業後，韓國全國各地的環境團體、公民團體群起發聲指出核污水排海的危害性，並譴責日本政府和韓國政府，敦促日方停止核污排海。韓國最大在野黨共同民主黨黨首李在明甚至在參加集會時稱日本「越過了不可踰越的界限」，「核污染水排海是向太平洋沿岸國家宣戰」。他說：「日本應該向最鄰近的國家、損失最大的韓國道歉。」

中國多地出現食用鹽搶購潮，各電商平台上，食鹽產品也被搶購一空。對此，相關機構因此密集發聲，呼籲市民不必哄搶食鹽。在此之前，韓國也傳來曾因預計日本將開始排放福島核廢水而導致民眾囤鹽的消息。據路透社報導，韓國鹽價在今年4月至6月間飆漲近27%，不過，韓國官員稱，天氣欠佳、產量不足也是導致漲價的原因。此外香港澳門社群網站上也有人陸續上傳超市貨架食鹽售罄的照片。

日本宣佈排海作業後，中國國內一些日式餐廳生意大受影響，客流量大幅減少。有分析認為，特別是食材主打進口的中高端日料店會首當其沖。由於大量食客對日本食物失去信心，不少日式餐廳已經考慮轉型經營其它菜品。圖為上海南京路上一家日本火鍋店在8月24日這一天門可羅雀。

據日本NHK報導，8月24日，位於山東青島的日本人學校在校園內發現了被投擲進來的石塊。次日，位於江蘇省蘇州的日本人學校也發現有人將多顆雞蛋投擲進校園。報導稱，這些行為都沒有對學生或建築物等造成損害，但學校正在加強警備。日本駐北京大使館和各地總領事館也紛紛表示，由於頻繁接到抗議和騷擾電話，日本大使館增加警衛人員，應對不測情況發生。日本首相岸田文雄對媒體表示，「強烈敦促（中國駐日大使）吳江浩大使呼籲中國人民以冷靜和負責任的方式行事」。

日本外務省事務次官岡野正敬28日召見中國駐日大使吳江浩，指出關於東京電力福島第一核電站處理水排放入海，日本國內接到了很多從中國打來的騷擾電話，提出抗議稱「極其遺憾」。中國駐日本大使館官方網頁28日在一份立場聲明中表示，近日中國駐日使領館接到大量來自日本國內的騷擾電話，對使領館正常運轉造成嚴重干擾。中方敦促日方依法處置，切實保障中國駐日使領館、在日機構、企業、公民和來日中國遊客人身安全。

8月10日，中國文化和旅遊部公佈恢復出境團隊游第三批名單。日本就在名單上且成為中國各大旅遊平台上國慶出遊搜索熱度第一的目的地。不過24日之後，中國遊客赴日旅遊的意願大幅降低，甚至出現一些遊客退團的情況。在北京經營一家旅行社的王先生向德國之聲證實，福島排海的確對中國遊客赴日旅遊的意願造成「明顯的影響」。日本官方29日也證實，福島排海後，「已有部分中國遊客取消了赴日旅遊」。2019年，中國赴日遊客人數為959萬人次，佔所有外國遊客的30%。今年7月，赴日中國個人遊客為31萬3300人。