Tokyo Electric Power Co (Tepco) syftar till att minska strålningsläckage på tre månader och att kyla reaktorerna inom nio månader.
Firman sa att den också planerade att täcka reaktorbyggnaden.
Nästan 14 000 människor dog och ytterligare 14 000 saknas fortfarande efter jordbävningen och tsunamin den 11 mars.
Tepco presenterade sin färdplan när Hillary Clinton kort besökte Tokyo för att utlova USA:s "fasta stöd" för Japans återuppbyggnad.
Strålningsnivåer i havet nära reaktor 2 steg till 6.500 gånger den lagliga gränsen på fredag, upp från 1.100 gånger om dagen tidigare, Tepco har sagt, öka rädslan för färsk strålning läckor.
Tsunehisa Katsumata, ordförande för Tepco, Asiens största verktyg, berättade för en nyhetskonferens i Tokyo på söndagen att de skulle behöva upp till nio månader för att få kraftverket till ''kallt avstängning''.
Han sa att planen skulle göra det möjligt för tiotusentals familjer som evakuerats från området runt anläggningen att återvända hem så snart som möjligt.
"Vi ber uppriktigt om ursäkt för att orsaka problem", sade Katsumata. "Vi gör vårt yttersta för att förhindra att krisen förvärras ytterligare."
Tepco sa att efter avstängning av kylan skulle den fokusera på att innesluta reaktorns byggnader, rensa upp förorenad jord och ta bort kärnbränsle.
Japans regering hade beordrat Tepco att komma fram till en tidsplan för att få ett slut på krisen, som nu bedömdes vara i nivå med världens värsta kärnkraftsolycka, Tjernobylkatastrofen 1986.
Men BBC:s Roland Buerk i Tokyo säger att det fortfarande inte är säkert att tidsfristen på nio månader kan uppnås.
Han säger att Tepcos främsta prioritet är att förhindra att radioaktivt vatten läcker ut i Stilla havet.
Verktyget sa att det skickade fjärrstyrda robotar till en av reaktorerna på söndag för att mäta strålning och temperaturnivåer.
UK försvarsentreprenör QinetiQ sade att det hade tillhandahållit maskinerna, som styrs av styrenheter vanligtvis levereras med spelkonsoler.
Robotarna kan utföra uppgifter som spillröjning, rivning och strålningstestning.
Japan är världsledande inom sådan teknik, men dess robotar är inte anpassade för smutsigt arbete som härdsmälta vid kärnkraftverk, säger experter.
Räddningspersonal har inte kunnat gå in i någon reaktorbyggnad sedan katastrofen.
Vår korrespondent säger Japans återhämtning proposition har uppskattats till $ 300 miljarder (Â £ 184 miljarder) - redan den dyraste katastrofen i historien.
Men regeringen sa förra veckan att siffran kan vara en underskattning.
Under tiden sade den amerikanske utrikesministern Clinton i Japan att hon trodde att landet skulle komma starkare ur sin värsta kris sedan andra världskriget.
Hon träffade premiärminister Naoto Kan och drack te med kejsar Akihito på Imperial Palace, sade att vara ett sällsynt privilegium för en icke-statschef på en söndag.
Amerika har vunnit japansk beundran för att skicka massor av amerikanska fartyg och flygplan samt 20.000 trupper för att hjälpa hjälpinsatserna.
Operation Tomodachi, eller vän, var det största humanitära uppdrag som USA har genomfört i Japan.
Före jordbävningen hade de två nationernas band ansträngts av en dispyt om amerikanska militärbaser på den södra japanska ön Okinawa.
Kans föregångare som premiärminister slutade förra året efter att ha anklagats för att ha avstått från ett löfte om att ta bort åtminstone en av baserna.
Operatören av Japans jordbävningsdrabbade kärnkraftverk Fukushima Daiichi har sagt att man förväntar sig att få krisen under kontroll i slutet av året.