L'ANDRA mène les études relatives au stockage réversible en couche géologique profonde, mentionnées au 2° de l'article 17 du décret du 23 avril 2012 susvisé, notamment dans le laboratoire souterrain de Meuse - Haute-Marne, et dans la zone dite d'intérêt pour la reconnaissance approfondie (ZIRA) que l'agence a proposée dans l'étude remise fin 2009 aux ministres chargés de l'énergie, de la recherche et de l'environnement.
L'ANDRA coordonne les recherches sur cette thématique, en lien avec les autres organismes de recherche, notamment le CNRS et le CEA.
L'ANDRA étudie différents scénarios techniques et économiques pour la conception du stockage.
En 2012, l'ANDRA remet aux ministres chargés de l'énergie, de la sûreté nucléaire et de la radioprotection, de la recherche et de l'environnement le dossier servant de support à l'organisation du débat public prévu par l'article L. 542-10-1 du code de l'environnement, comprenant notamment une proposition pour un site d'implantation du stockage géologique et des propositions concernant la réversibilité.