일본은 일찍이 원자력에 관심을 가져 후쿠시마 사고 이전까지 세계 3위 원전대국이었다. 원자력 활용에 비해 핵무기 반감이 커 핵비확산 전통을 갖고 있으며, 미국과의 대협상을 통해 상용 재처리 시설 건설 건설 동의를 얻었다. 완공되었으나 후쿠시마 사고와 원전 축소정책으로 인해 가동이 지연되고 있는 실정이다.
일본의 경우는 미국의 지원으로 일찍이 원자력에 관심을 가졌고, 1970년대 농축·재처리 이전을 통제하기 이전에 이미 농축·재처리 기술과 연구시설을 보유하고 있었다. 일본은 후쿠시마 원전사고 이전까지만 하더라도 세계 3위의 원전대국으로서 원전 50여 기를 가동하였다. 일본은 원자력의 활용에 매우 의욕적이지만, 원폭 피해로 인해 핵무기에 대한 반감이 매우 높아 핵무장 지지도는 15% 내외에 불과할 정도로 강한 핵비확산 전통을 갖고있다. 한편, 일본은 상용 재처리 시설의 건설을 추진하면서 미국과 정상 간 네트워크와 전 국가적 외교채널이 동원된 5년 이상의 대협상에 돌입하게 되고, 마침내 1988년 사용후핵연료의 재처리에 대한 포괄적 사전동의를 얻는 데 성공했다. 마침내 1993년부터 일본 록카쇼무라에서 연간 800t 규모재처리시설의 건설이 시작되었고, 당초 예산을 3배 초과하여 200억 불이 소요되어 완공되었다. 당초 2013년 말 가동키로 하였으나 아직 가동이 지연되고 있다. 후쿠시마 원전사고 이후 일본에서 안전의식이 더욱 고조되고, 원전 축소정책을 추진하면서 재처리시설의 가동 환경은 더욱 악화되었다고 볼 수 있다.