5月21日中國總理溫家寶啟程赴日本，出席在東京舉行的第四次中日韓領導人會議。第一次中日韓領導人會議于2008年12月在日本福岡舉行，這是首次在東盟“10+3”框架外單獨舉行三國領導人會議。第二次中日韓領導人會議于2009年10月在北京舉行，會議決定加快推進由政府、產業和學界共同參加的中日韓自貿區聯合研究，建立中日韓經濟團體合作交流機制並舉行中日韓工商峰會等。第三次中日韓領導人會議于2010年5月在韓國濟州島舉行，會議確定三國在機制化建設、可持續發展、環境保護、人文交流等領域深化合作，決定於2100年在韓國設立三國合作秘書處，爭取在2012年前完成中日韓自貿區聯合研究，儘快完成三國投資協議談判等。
菅直人上臺後，中日關係因釣魚島“撞船”事件陷入低谷。2010年末，日本發佈防衛計劃大綱，主旨是遏制“中國威脅”，導致中日之間矛盾加深。但中日關係友好還是主流，中國已成為日本的第一大貿易夥伴，規劃中的中日韓自由貿易區將是僅次於北美自由貿易區和歐盟的世界第三大自由貿易區，將增強三國經濟增長的內生動力和可持續性。2012年是中日邦交正常化40週年，日方多次表示以此為契機繼續深化兩國戰略互惠關係，中方也作了積極回應。3月11日，日本發生地震並引發海嘯，中國政府及時向日本提供救援物資，派出救援隊。中日關係得到改善，民間友好感情有所回升。
大地震後日本面臨多重困難，由於福島核電站的核泄漏，各國限制日本食品的進口，赴日旅遊人數大幅減少。日方積極籌備中日韓首腦會議，希望中韓兩國率先解除日本食品的進口限制，增加赴日旅遊人數。首腦會談前的5月14日，日本首相菅直人召集日本知名人士，東日本高速鐵路公司會長大塚陸毅、全日空社長伊東信一郎、日本前駐華大使宮本雄二等，在首相官邸舉行座談，商討中日關係。菅直人首相提出在中日韓首腦會議中，日方將加深與中韓的友好關係，“推進人員交流，尤其是觀光旅遊等交流。”在座談會上，日本政府官員彙報了因大地震和福島核電站的核泄漏事故，中國旅行團大量減少。各與會者紛紛表示，菅直人首相應向中國和韓國傳達“來日本旅遊是安全的”資訊，日本應在2012年舉行以觀光旅遊為主題的國際會議。
作為一衣帶水的友好鄰邦，中方給與日本災民盡可能的幫助，熱切希望日本受災民眾能儘快重建家園。溫家寶總理5月21日專程來到災情最重的宮城縣、福島縣，看望受災民眾，表達中國政府和人民的誠摯慰問和對日本災後重建的真誠支援。溫家寶總理視察了受災現場，在已夷為平地的漁業協會原址，溫家寶總理手捧鮮花，放在平臺上，表達對死難者的哀悼。之後溫家寶總理又前往名取市館腰小學體育館避難所，慰問受災民眾。溫家寶總理在宮城縣名取市的記者招待會上宣佈，在安全的前提下，放鬆對日本農產品的進口限制，擴大觀光交流。在5月21日的晚宴上，菅直人首相發表演講，對中韓首腦視察宮城縣和福島縣表示感謝，“中韓首腦品嘗了福島縣產的紅櫻桃，對日本是莫大的幫助，明天受災地出產的農產品一定會賣光的。” 在日本福島核電站尚未得到有效控制的情況下，溫家寶總理和李明博總統前往災區，體現了中韓對鄰國的高度重視和對三國合作的誠意，在日本民眾中產生了積極影響。
