事故対応の中で最も議論を呼び、のちに吉田氏の現場判断が称賛される契機となったのが、1号機への「海水注入」を巡るエピソードです。
原子炉のメルトダウン(炉心溶融)を食い止める最後の手段として、現場は消防車を用いた海水注入を開始しました。しかし、官邸に詰めていた東京電力フェローからの連絡や、当時の菅直人首相の「再臨界の懸念はないのか」という疑問を忖度した東電本店と官邸の対立・混乱により、本店から「海水注入の一時中断」という指示が下されます。
炉心の冷却が数分でも止まれば、さらなる爆発や圧力容器の破損を招く危険がありました。吉田所長は本店の指示に対し、形式上は了解したふりをしながら、注水担当の部下に対して「本店から何を言われても絶対に注入を止めるな」と耳打ちし、注水を継続させました。この吉田昌郎氏による海水注入の命令違反は、結果として原子炉の冷却を維持し、さらなる破局的被害を食い止める決定打となったのです。