由於整個排放作業預計將進行數十年之久，雖然科學家認為微量的氚對人體健康幾乎沒有影響，但福島一帶的漁民卻對日本政府的決定大失所望。一位福島漁業的相關人士對英國《衛報》抱怨，「政府官員曾對我們說，如果沒有漁民的支持，他們就不會把核污水排入大海」，但現在日本政府卻違背了自己的承諾。日本的綠色和平組織則表示，日本政府將核污水排入大海的決定，根本就是無視輻射風險，明明在福島核電廠周圍地區仍有空地可以存放這些核污水，日本政府也忽視了福島漁民以及鄰國的反對與擔憂。
日本全國漁業協同組合聯合會的岸宏會長4月13日發表聲明，稱「對（日本政府的）決定感到極其遺憾，無法容忍。這是踐踏（日本）全國漁業從業者感受的行為」。岸宏會長同時要求日本政府為了消除不安，對漁業從業者進行解釋説明，明確風評被害的對策，對安全性進行擔保等。
在日本政府13日正式決定前，日本的「全國原爆受害者第二代團體聯絡協議會」12日表示已向首相菅義偉與6名相關閣僚遞交請願書，要求不可將核污水排放入海，並且「繼續研究在陸地上管理污水的方法」。日本全國漁業協同組合聯合會13日則發表聲明，表示對日本政府的決定「感到極其遺憾、無法容忍」，強調「這是踐踏日本全國漁業從業者感受的行為」。
在日本決定將核污水稀釋排放入海後，中國外交部對此表示「嚴重關切」。並稱「國際原子能機構專家組評估報告明確指出，如果福島核電站含氚廢水排入海洋，將對周邊國家海洋環境和公眾健康造成影響」。中國外交部還引用德國科學家說法，表示福島沿岸擁有世界上最強的洋流，從排放之日起57天內，放射性物質將擴散至太平洋大半區域，10年後蔓延全球海域。綠色和平組織核專家指出，日核廢水所含碳14在數千年內都存在危險，並可能造成基因損害，譴責日方「極其不負責任，將嚴重損害國際公共健康安全和周邊國家人民切身利益」。
南韓政府13日也對日本決定將核污水排入大海深表遺憾，並表示「將採取一切可行措施保護南韓公民的安全」。韓聯社稱，南韓國務調整室室長具潤哲緊急召開相關部門的副部級會議，具潤哲會後表示，韓國政府敦促日本透明公開福島核污水處理資訊，韓方也將向國際原子能機構（IAEA）轉達韓方對此事深感憂慮的立場，要求國際社會對日方處理核污水進行科學驗證。南韓的反核團體也譴責日方決定，認為將給海洋生態系統乃至人類帶來不可挽救的災難，「首爾青年氣候行動」等團體13日則在日本駐韓大使館前召開記者會，嚴厲譴責日本不顧漁民及鄰國反對，以讓人無法理解的方式強行排放污水，並且呼籲南韓政府向國際海洋法院提告。
