经过多天努力，工作人员终于在20日恢复了福岛第一核电站2号与5号机组的外部电力供应，冷却系统也在逐步恢复中，这将有助于避免放射性物质进一步外泄。但日本官员当天暗示说，政府可能会完全停止整个核电站设施的运作。
工作人员当天下午首先恢复2号机组的外部供电。东京电力公司表示，供电恢复后，工作人员将尝试重启反应堆内的辐射监测系统、主控室的照明以及可为反应堆堆芯和乏燃料池降温的冷却系统。
核电站工作人员在19日已将外部供电电缆与1号和2号机组接通。但由于许多仪器在海啸中被海水浸泡，因此工作人员花费了一段时间进行测试。
地震发生后，福岛第一核电站失去外部电力供应，机组的冷却系统无法运作，核反应堆内以及乏燃料池的温度升高，冷却水蒸发，燃料棒外露，造成放射性物质泄漏。因此，如果能接通外部电源并重启各机组的冷却系统，这次事故的险情就有望大大缓解。
除了外部供电的尝试，日本自卫队和消防队员当天继续对3号和4号机组的乏燃料池进行注水降温作业。其中，东京消防厅从19日下午至20日凌晨向3号机组的乏燃料池连续注水超过13个小时。据日本共同社报道，注水量超过2000吨，完全超过乏燃料池1400吨的容量。
日本方面最近几天集中为3号机组注水，主要是因为这一机组使用的核燃料是所谓的钚铀混合氧化物燃料(MOX)，它比普通铀燃料更不稳定，所泄漏的放射性物质危害也更大。
20日早间，3号机组反应堆安全壳内部压力持续上升，东京电力公司曾表示，如果通过压力控制池减压的方法无效，将不得不采取直接释放蒸汽的手段，但这样做会增加放射性物质泄漏的风险。所幸，东京电力公司下午再次宣布，经研究决定，3号机组反应堆目前不需要向外释放蒸汽，但公司将密切关注反应堆内部压力状态。
东京电力公司还说，经过连续的注水作业后，福岛第一核电站的辐射量已呈下降趋势。
不过，日本政府方面就没有这么乐观。据日本广播协会报道，日本内阁官房长官枝野幸男在20日下午的记者招待会上说，消防厅和自卫队对3号机组的注水作业尽管取得一定效果，但目前仍无法断言今后的状况。“我们将提高警惕，妥善应对。”
对于情况相对没有那么严重的5号和6号机组，东京电力公司当天说，已经使两个机组反应堆的水温下降，目前均进入安全的“低温停止”状态。
本月11日地震发生时，5号和6号机组正接受定期检修，反应堆没有运转，但反应堆内的燃料没有被撤出。受随后的巨大海啸影响，这两个机组的应急柴油发电机损坏，反应堆不能充分冷却，水位一度出现下降。
多天来，福岛核电站1号至4号机组被注入大量具有腐蚀性的海水，这也让人们开始怀疑即便核事故成功解决了，这座核电站是否还能再次使用。
在当天举行的一场新闻发布会上，枝野幸男就被问及日本政府是否会彻底关闭福岛第一核电站。他说，从政府来讲，目前还无法断言，但“客观看待现有局势，这是明摆的事”。
