Wie für andere bauliche Grossprojekte muss in den Bewilligungsverfahren für das geologische Tiefenlager und für die Brennelement-Verpackungsanlage je eine Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) nach Artikel 10a des Umweltschutzgesetzes (USG) durchgeführt werden. Mit diesen wird von den Bundesbehörden geprüft, ob die geplanten Anlagen bei ihrem Bau und Betrieb die geltenden Umweltvorschriften einhalten. Im Rahmenbewilligungsverfahren erfolgt die UVP 1. Stufe und im Baubewilligungsverfahren die UVP 2. Stufe.
Die Nagra muss als Teil der Gesuchsunterlagen jeweils einen Umweltverträglichkeitsbericht (UVB) einreichen, in welchem sie die voraussichtlichen Auswirkungen der Vorhaben auf die Umwelt sowie die vorgesehenen Massnahmen zur deren Vermeidung oder Minimierung darlegt. Dieser Bericht wird von den Kantons- und Bundesbehörden geprüft, und das Ergebnis der Prüfung wird Teil der Bewilligung, z. B. in Form zwingend einzuhaltender Auflagen wie Schutz- oder Ersatzmassnahmen.
Die Wirkung der UVP setzt nicht erst bei der Projektgenehmigung ein, sondern bereits während der Projektplanung. Sie hat zum Ziel, die Umweltauswirkungen der Anlagen frühzeitig zu erkennen und diese zu vermeiden oder zu begrenzen. So wurden z. B. bereits bei der Suche nach Standorten für die Oberflächeninfrastrukturen Umweltkriterien stark gewichtet.
Die Nagra hat 2015/16 ein erstes Mal Voruntersuchungen zur UVP für die damals noch drei Standortregionen durchgeführt. Eine Voruntersuchung enthält ein Pflichtenheft für den UVB und zeigt auf, welche Fragen mit welchen Methoden darin beantwortet werden sollen.
Mit dem Standortvorschlag für das Tiefenlager in Nördlich Lägern und für die Verpackungsanlage in Würenlingen hat die Nagra 2022 auch aktualisierte UVP-Voruntersuchungen für diese Standorte eingereicht. Die prüfenden Behörden kamen zum Schluss, dass diese Voruntersuchungen die Vorgaben der Umweltschutzgesetzgebung in den 17 untersuchten Umweltbereichen weitgehend erfüllen. Die Nagra musste die Pflichtenhefte für die Hauptuntersuchungen aber in einigen Punkten noch anpassen. Das BAFU hielt basierend auf dem damaligen Kenntnisstand fest, dass einer Bewilligung aus Umweltsicht keine unüberwindbaren Hürden im Weg stehen.
Die UVP-Verfahren für das Tiefenlager sind insofern ein Spezialfall, als zwischen der ersten und der zweiten Stufe ein grosser zeitlicher Abstand liegt, und sich Projektbestandteile, Bauverfahren oder Umweltschutzvorschriften in der Zwischenzeit ändern können. Im Rahmenbewilligungsgesuch werden nur die wichtigsten Grundzüge des Projekts festgelegt, und viele Umweltaspekte wie z. B. jene der Bauarbeiten können noch nicht abschliessend behandelt werden.