В утрото на 6 август 1945 г., американски бомбардировач B-29 „Енола Гей“, с командир на екипажа – полковник Пол Тибетс, хвърля над японския град Хирошима атомна бомба „Little Boy“ (в превод от английски: „Малчугана“). Три дни по-късно е хвърлена и втора атомна бомба – „Fat Man“ („Дебелака“), с която е разрушен град Нагасаки.
Съединените щати, ползвайки се с поддръжката на Великобритания и Канада, проектират и построяват първите атомни бомби в рамките на така наречения Манхатънски проект. Първоначално проектът бил започнат по инициатива на учени – бежанци от Европа и американски учени, които подозират, че Нацистка Германия също разработва проект за атомна бомба. Както по-късно става ясно, (Мисия „Алсос“), германската програма не е толкова мащабна и напреднала като американската. Проектът „Манхатън“, в пика на своето развитие, е разработван от около 130 000 души от 30 учреждения в САЩ и струва приблизително 2 милиарда щатски долара (приблизително 22 млрд. долара в днешни дни), което го прави една от най-мащабните и скъпи изследователски програми в историята.
Първата ядрена бомба, наричана просто с наименованието „Устройството“ (на английски: Gadget), е била взривена в рамките на изпитанията на „Тринити“ (на английски: Trinity, в превод – Св. Троица) близо до Аламогордо в щата Ню Мексико, на 16 юли 1945 година. В Хирошима и Нагасаки били взривени втората и третата ядрена бомба, което и до днешни дни остава единственото бойно използване на ядрено оръжие.
Президентът на САЩ Хари Труман, който не знае за разработката на ядрено оръжие по проекта „Манхатън“ до смъртта на Франклин Рузвелт, взема решение с военните ръководители на страната да използват ядрено оръжие срещу Япония.
Комитетът по избиране на целите, които да бъдат подложени на бомбардиране, разположен в Лос Аламос, предлага като възможни цели градовете Киото, Хирошима, Йокохама и арсенала в Кокура. Комитетът отхвърля идеята за използване на ядрени бомби само срещу военни цели, тъй като при сравнително малка цел, която не е обкръжена от обширен населен район, съществува голяма вероятност от пропуск. Психологическият ефект върху населението на Япония бил важен за членовете на комитета. Също така стигат до заключението, че първата използвана бомба трябва да е достатъчна за международното признание на оръжието. Членовете изтъкват, че в Киото (интелектуален център на страната), населението „най-добре ще оцени значението на оръжието“. Хирошима е избрана по-късно като цел, най-вече поради големия брой жители и поради факта, че там са разположени важни военни центрове, а и градът е обкръжен от хълмове, което ще „фокусира“ ефекта от бомбата.
Министърът на отбраната на САЩ Хенри Стимсън зачерква Киото от списъка на целите поради неговото културно значение, въпреки съпротивата на генерал-лейтенант Лесли Гроувс (началник на проекта „Манхатън“). По думите на професор Едуин О. Райшауер, „Стимсън знае и цени Киото от времето на неговия меден месец там, десетилетия по-рано“.
На 25 юли генерал Карл Спаац получава заповед да бомбардира една от следните цели: Хирошима, Кокура, Ниигата или Нагасаки, на дата след 3 август, когато позволяват метеорологичните условия.
В дните преди бомбардировката Хирошима е град с развита тежка промишленост и с военно значение. Във и около града са разположени няколко военни лагера и щабът на Пета дивизия и Втора основна армия на фелдмаршал Сунроку Хата, командващ защитата на Южна Япония. Освен това Хирошима е и важна продоволствена база за армията, важен транспортен и сборен възел. Той е един от няколкото града, при които бомбардировката би дала идеална представа за действието на новото оръжие. По други сведения, генерал Спаац съобщава пред комитета по избор на целите, че единствено в Хирошима няма лагер за военнопленници, което кара Вашингтон да даде на целта най-висок приоритет.
В центъра на града има няколко здания от железобетон и тухлени леки постройки. Зоната извън центъра е гъсто застроена от дървени постройки. В покрайнините са разположени големи заводи.
Населението на Хирошима достига максимум 381 000 жители в началото на войната. В хода й то намалява значително най-вече поради систематичната евакуация на населението, по нареждане на правителството, поради опасността от бомбардировки. По време на бомбардировката населението на града е приблизително 255 000 жители (тази оценка за броя на пребиваващите е основана на регистрацията на населението, допълнителните работници и военни, но данните може и да са неточни).
Хирошима е основна цел (резервни били Кокура и Нагасаки) на първата американска мисия за атомно бомбардиране на 6 август 1945 година. В бомбардировача B-29 Enola Gay, предназначен за изпълнение на задачата, командир и пилот е командирът на 509-а обединена ескадрила полковник Пол Тибетс. Той излита от военната авиобаза Норд Фийлд, разположена на остров Тиниан, в западната част на Тихия океан. Полетът продължава около 6 часа. При излитането времето е добро, екипажът и оборудването работят изправно. Флотският капитан Уилям Парсънс поставя детонатора малко преди излитането на самолета.
Около час преди бомбардировката японските радари за ранно предупреждение фиксират приближаването на няколко американски самолети, които се отправят в посока Южна Япония. Обявена е тревога, направено е радиообръщение в много градове, включително Хирошима. Самолетите приближават към крайбрежието на много голяма височина. Около 08:00 часа, операторът на радара в Хирошима определя, че броят на приближаващите се самолети е много малък, не повече от три, и въздушната тревога бива отменена, а японците решават да не прихващат такова малко формирование с цел икономия на гориво и самолети. По радиото е предадено стандартното съобщение, че е разумно населението да се отправи към бомбоубежищата, „ако врагът атакува, но това не се очаква“. Не е проведено каквото и да е проучване на самолетите.
Трите самолета B-29, нанасящи удара са: „Enola Gay“ (главен самолет, кръстен на майката на полковник Тибетс), „The Great Artiste“ (носещ измервателни прибори) и неназован тогава B-29 (по-късно кръстен „Necessary Evil“, в превод от английски: „необходимото зло“), носещ фотоапаратура.
В 08:15 часа местно време „Enola Gay“ хвърля ядрената бомба, назована „Mалчугана“ – 50 килограмово ядро от уран-235 с взривен еквивалент от около 13 килотона тротил в центъра на Хирошима. Бомбата се взривява на около 600 метра над повърхността, при което на място загиват около 70 – 80 000 души. Зоната на пълно разрушение е около 1,4 km. в радиус. Пожарите, избухнали след взрива, засягат около 11,4 km2. 90% от зданията са унищожени или силно повредени.
Изчисляването на човешките жертви от двете бомби е затруднено от няколко фактора: ниска достоверност на записките за населението, правени по това време в Япония, огромното количество жертви, починали малко по-късно или години след бомбардировките, или стремежът да бъде преувеличен броя на жертвите от японска страна, в зависимост от политическите намерения. Счита се, че жертвите в Хирошима са между 90 000－140 000 души, а в Нагасаки между 60 000－80 000, като болшинството от жертвите са сред цивилното население. Други източници посочват 330 000 убити, 476 000 ранени и 9 200 000 бездомни.
Бомбардировките над Хирошима и Нагасаки са критикувани като ненужни, безпринципни, расистки и милитаристични действия от страна на САЩ. Тя става основа на разгорялата се по-късно надпревара във въоръжаването между бившите съюзници СССР и САЩ, тъй като Сталин е бил сериозно разтревожен от наличието на подобно оръжие у „идеологическия враг“.
