Az amerikaiak a Manhattan-terv keretében 1942 óta dolgoztak a nukleáris fegyver kifejlesztésén. Az első atombombát 1945. július 16-án robbantották fel az új-mexikói Alamogordo mellett. A fegyver éles bevetését a második világháború végén még mindig rendkívül szívósan harcoló Japán ellen augusztus 5-én engedélyezte Harry Truman amerikai elnök, Hirosima után másodlagos célpontnak Kokurát és Nagaszakit jelölték ki. Augusztus 6-án hajnalban hét B-29-es bombázó szállt fel a Mariana-szigetekhez tartozó Tinian szigetéről, köztük az Enola Gay, bombaterében a 3,6 méter hosszú, 0,7 méter széles, 4,4 tonnás nukleáris fegyverrel, amely a Little Boy nevet kapta.
A Little Boy az Enola Gay belsejében
Az első három gép a célpontok feletti felhőzetet ellenőrizte, a második hármas egyike a robbanást vizsgáló tudósokat vitte, a másik a fotózást végezte, a harmadik tartalék volt. Az Enola Gay 9400 méter magasságban oldotta ki a bombát, majd délután három órakor szállt le ismét Tinianon. Parancsnoka, Paul Tibbets ott helyben megkapta a Szolgálati Érdemkeresztet, ő egyébként élete végéig nem bánta meg tettét.
Balról a második Paul Tibbets
A robbanás körzetében 1,2 kilométer sugarú körben minden a földdel vált egyenlővé. Az áldozatok számáról csak becslések vannak: a hirosimai emlékművön 61 ezer 443 név szerepel, élelmiszerjegyét 78 150 ember nem váltotta be soha többé, az amerikai felderítés 139 ezerre tette számukat. A többség halálát nem a robbanás okozta, hanem az azt követő tűzvész, épületomlás és pánik. Sokan csak napokkal később, a hőhatás, a lökéshullámok vagy a radioaktív sugárzás következtében, elképzelhetetlen kínok közepette vesztették életüket.
A sugárfertőzés okozta károsodások miatt addig ismeretlen betegségek tűntek fel, a mai napig szedi áldozatait a leukémia, a „hirosimai rák”, és még ma is gyakran születnek gyermekek genetikai torzulásokkal. (A túlélőknek Japánban külön nevük van, ők a hibakusák.) Paradox módon azonban a hirosimai ipari létesítmények szinte érintetlenek maradtak, a hadiüzemek dolgozóinak zöme is túlélte a robbanást.
Az atombombát augusztus 9-én Nagaszaki városára is ledobták (az elsődleges célpontnak kijelölt Kokurát az mentette meg, hogy aznap felhő és füst borította), ez alkalommal mintegy 60-80 ezer ember vesztette életét. Nukleáris fegyvert háborús körülmények között mindmáig csak e két alkalommal robbantottak fel. Hat nappal később, augusztus 15-én Hirohito japán császár rádióbeszédben jelentette be a feltétel nélküli megadást. A döntésben az atombomba rettentő hatásán kívül az is szerepet játszott, hogy augusztus 8-án a Szovjetunió is hadat üzent Japánnak, végleg kilátástalanná téve a további harcot. A feltétel nélküli kapitulációról szóló dokumentumot szeptember 2-án írták alá, ezzel a csendes-óceáni hadszíntéren is véget ért a második világháború.
A vita még napjainkban is folyik arról, hogy szükség volt-e Hirosimában, de főképp három nappal később Nagaszakiban is az atomfegyver bevetésére, és hogy milyen más megfontolások vezették Truman elnököt a parancs kiadásakor. Akadnak, akik szerint a második robbantás hadászatilag nem volt indokolt, mert a vészes üzemanyaghiánnyal küszködő japán hadvezetés a szovjet hadüzenet után már a megadás gondolatát fontolgatta, szerintük az amerikai vezetés inkább az új fegyver lakott területre gyakorolt hatását akarta felmérni, és már a háború utáni erőviszonyokat szándékozott alakítani. Mások szerint viszont a robbanások súlyos véráldozatokat követelő hadműveleteket előztek meg, hiszen az amerikai hadsereg addig csak egyetlen japán területet, az alig ezer négyzetkilométeres Okinava szigetét foglalta el, ami két hónapot vett igénybe, és 12 ezer amerikai katona életét követelte. Az amerikai hadvezetés becslése szerint Japán teljes elfoglalása több százezer amerikai áldozattal is járhatott volna.
Az szinte biztos, hogy az atombomba hatásának demonstrálása a Szovjetuniónak is szólt, része volt a hidegháborús hatalmi játszmának, bár az amerikai atommonopólium nem tartott sokáig. Szoktak azzal is érvelni, hogy a két bomba robbanásának hatása óvatosságra késztette a politikusokat, és ezzel mintegy megmentette a világot az atomháború rémétől.
Az bizonyos, hogy az emberiség 1945. augusztus 6-án egy új korszakba lépett. Augusztus 6-át a Béke Világtanács elnöksége 1978-ban A nukleáris fegyverek betiltásáért folyó harc világnapjává nyilvánította. Az ENSZ Közgyűlése 1996. szeptember 10-én fogadta el az atomfegyver-kísérletek teljes tilalmáról rendelkező Átfogó atomcsend (CTBT) szerződést, amelyet Magyarország az elsők között írt alá.
A legfejlettebb országokat tömörítő Hetek csoportja 2016-ban Japánban rendezte csúcstalálkozóját. Május 27-én Barack Obama első hivatalban lévő amerikai elnökként kereste fel Hirosimát, ahol megkoszorúzta az atomcsapás áldozatainak emléktábláját, és találkozott hibakusákkal is, de nem kért bocsánatot hajdani elődje, Harry Truman döntéséért.
