第五福竜丸無線長であった久保山愛吉は、1954年3月1日のビギニ環礁におけるアメリカ軍のキャッスルブラボー(Castle
Bravo)の水爆実験により放射能を大量に被曝した。最も重篤な40歳の久保山愛吉は国立東京第1病院に入院中に、8月29日に骨髄炎を併発して、1954年9月1日にベッドに寝込んで家族の見舞いを受けた。水爆を被曝した直後から、嘔吐、食欲不振、頭痛、めまい、下痢と倦怠感などが出現した。約3日目から外皮膚が赤くただれ、約10日目から水疱化して、頭髪が大量に脱毛して、急性水爆症に罹患した。3月14日に焼津協立病院で加療されて、重態の2人は3月15日から東京大学病院に転院した。は異変を併発して1954年9月23日に、「原水爆による犠牲者は、私で最後にして欲しい」と遺言して国立東京第一病院で水爆症死した。
第五福竜丸は156トンの漁船で、焼津港から南太平洋でマグロ延漁をしていた。第五福竜丸は、3月1日午前4時12分に南太平洋のビギニ環礁にて操業中に水爆実験の放射能降下物に被曝した。その他にも、マーシャル諸島の住民なども水爆の被曝に巻き込まれた。3月14日に焼津港に帰港して、3月16日に第五福竜丸事件が発覚して報道された。その事件後も、アメリカ軍の水爆実験のキャッスル核兵器作戦は、継承されて3月27日から6月20日まで5回の水爆実験が強行された。第五福竜丸は、アメリカ軍が設定した立ち入り禁止区域よりも遠方であるも、想定以上の水爆の威力により被曝した。
第五福竜丸の船員は、突然に南西の海面から火炎のきのこ雲の噴出を目撃した。それから凄まじい爆発音、爆風、熱風が第五福竜丸を襲った。閃光から約3時間経過した午前7時頃から放射能降下物である死の灰が甲板一面に降り積もった。爆心地であるビギニ環礁から北西約168kmで、第五福竜丸の船員23人の全員が約300R以上の被曝した。直ちに午前10時30分頃に延縄を引き上げて、時速9Kmで約3,000km離れた焼津港に帰還した。第五福竜丸の船体は、東京都の夢の島公園に「第五福竜丸」に展示されている。
アメリカ政府の公式な見解では、水爆には放出される放射能の同等の増加は伴わず、乗組員が放射性降下物の影響を受けたことを否定した。水爆の核分裂の最終段階が、広島原子爆弾と長崎原子爆弾に対して、放射能量が約1,000倍にも膨大した脅威が示唆された。日本政府のアメリカ軍の抗議で、外交関係が緊張して、「第二の広島」と呼称された。日米両政府はすぐに収束して、犠牲者に被爆者の地位が与えないことも合意した。金銭的補償としてアメリカ政府から日本政府に15,300,000ドルを転嫁して政治的和解に達した。生存した各被爆者には、1954年には5,550ドル、2020年までに約52,800ドルを補償で終結した。
