核三廠迄今遭遇過最大地震，發生在民國九十五年十二月廿六日、芮氏規模六．七大地震，震央位在恆春地震站西偏南二十二．八公里處，恆春地區最大震度為五級。這是國內核能電廠運轉卅多年來，震央距核電廠最近的一次，也是廠區內感測到震度最大的一次。
當時核三廠劇烈搖晃，二號反應爐警報響起，運轉人員以手動急停反應爐，所幸未釀成重大事故。
台電近日委外所做的補充地質調查報告指出，距離核三廠約一．一公里的恆春斷層，長度由原本陸域十六公里向南、北海域延伸至總長約四十一公里，台大地質系教授陳文山警告可能引發芮氏規模七．一的大地震。
此外，陳文山也警告，核三廠大門口進入後兩百多公尺就有一條活動斷層，雖然台電認為不是恆春斷層，但就算是盲斷層，仍有可能發生大地震。今年三月二十七日與昨天的中部地震都是盲斷層作怪，陳文山呼籲：「核三廠還是越快關閉越好！」
核三廠歷來最嚴重的緊急事故是民國九十年三月十八日凌晨，控制廠房突然冒出濃煙，開關設備燒毀，電廠全黑兩小時又八分鐘；原子爐溫度迅速竄升，人員無法進入現場灌救，冷卻水無法送進反應爐，所幸備用柴油發電機派上用場，否則後果不堪設想。
另在民國七十四年，核三廠由於設計不當，汽輪機運轉與發電機發生劇烈共振效應，汽輪機的葉片脫落，導致氫氣洩漏，當時震天價響的爆炸聲及大火與濃煙，嚇壞當地居民。