США и Великобритания заключили договоренность о применении ядерного оружия против Японии еще в 1944 году. К 1945 году два мировых лидера при поддержке Канады создали первые действующие образцы ядерного оружия.

В мае 1945 года правительство США уже выбрало 4 цели для нанесения атомного удара. Это были города Киото, Хиросима, Иокогама и Кокура. США изначально отвергли идею применения бомб только на военных объектах. Они хотели оказать максимальный психологический эффект на всю Японию, заставив при этом все мировое сообщество признать важность ядерного оружия.

25 июля 33-й президент США Гарри Трумэн отдал приказ американским войскам бомбить один из городов, при этом целями уже были Хиросима, Нагасаки, Кокура и Ниигата. По мере поступления бомб американцы планировали продолжать бомбардировки. 26 июля США, Китай и Великобритания подписали Потсдамскую декларацию, в которой требовали капитуляцию Японии, но при этом о готовящемся атомном ударе не упомянули. Япония капитуляцию отклонила.

В мае-июне американская 509-я авиационная группа высадилась на остров Тиниан в архипелаге Марианских островов, а 26 июля сюда была доставлена атомная бомба «Малыш», предназначавшаяся для Хиросимы. До 2 августа на остров были доставлены и компоненты второй бомбы под названием «Толстяк». Авиация получила приказ начинать бомбардировку в любой день после 3 августа, когда погодные условия будут благоприятными для полетов.

На время атаки население Хиросимы, где располагался штаб командующего защитой Южной Японии фельдмаршала Сюнроку Хаты, составляло около 245 тысяч человек. 6 августа в 08:15 часов по местному времени американский бомбардировщик B-29 «Enola Gay» под командованием Пола Тиббетса сбросил с высоты больше 9 км атомную бомбу Little Boy диаметром 0,7 метров, длиной 3 метра и массой 4400 кг на центр Хиросимы. Через 45 секунд прогремел взрыв мощностью 16 килотонн. В течение нескольких минут 90% населения, которые находились на расстоянии до 800 метров от эпицентра взрыва, превратились в уголь, оставив на остатках домов лишь силуэты. После взрыва и огромной ударной волны возник огненный смерч, который убил тех, кто остался в живых после взрыва.

Количество погибших непосредственно от взрыва составило, по разным данным, до 80 тысяч человек. Спустя несколько дней у выживших началась странная болезнь, которую впоследствии назовут лучевой и которая унесла жизни до 166 тысяч человек.

Понятия радиоактивного загрязнения в те времена еще просто не существовало, поэтому выжившие после бомбардировки продолжали жить на зараженных территориях, заново отстраивая свои жилища. Ученые и медики даже предположить не могли в те годы, что сильно возросшая смертность, генетические отклонения у рожденных после бомбардировки детей как-то связаны с радиоактивным излучением.

Японское правительство после событий в Хиросиме хотело добиться мирных переговоров с США через Советский Союз. Но 9 августа СССР объявил войну Японии и начал вторжение на Маньчжурию.

Основной целью второй атомной бомбардировки был город Кокура, но так как над ним 9 августа была сильная облачность, бомбардировщик В-29 в 10:56 сбросил бомбу Fat Man на Нагасаки, который был запасным городом при отмене бомбардировки Кокуры. Диаметр этой бомбы был 1,5 м, длина — 3,2 м, а масса — 4633 кг. Мощность взрыва составила 21 килотонну. Эпицентр взрыва пришелся на промышленную часть города, а наличие холмов способствовало меньшим последствиям взрыва, чем в Хиросиме. Население в радиусе 1 км погибло мгновенно, дома были разрушены в радиусе 2 км, а легковоспламеняющиеся материалы загорались в радиусе до 3 км от эпицентра взрыва. К концу 1945 года число погибших в Нагасаки составило около 80 тысяч человек, еще более 140 тысяч погибло в течение следующих 5 лет.