Pengeboman atom Hiroshima dan Nagasaki
Sebagai persiapan penjatuhan bom atom di Hiroshima, pemimpin militer A.S. memutuskan untuk menolak demonstrasi pengeboman dan selebaran peringatan karena bomnya belum tentu meledak dan memaksimalkan kejutan psikologis. Hiroshima tidak diberitahu bahwa bom baru dengan kemampuan menghancurkan yang lebih kuat akan dijatuhkan di sana. Berbagai sumber memberi informasi berbeda seputar selebaran terakhir yang dijatuhkan di Hiroshima sebelum pengeboman atom. Robert Jay Lifton menulis bahwa selebaran terakhir disebar tanggal , dan Theodore H. McNelly mencantumkan tanggal . Sejarah USAAF menyebutkan bahwa sebelas kota tercantum dalam selebaran tanggal , tetapi Hiroshima bukan salah satu kota tersebut, dan tidak ada penyebaran selebaran pada . Penyebaran selebaran dilaksanakan pada tanggal dan . Selebaran mungkin saja disebarkan di Hiroshima pada akhir Juli atau awal Agustus karena korban selamat menyebutkan adanya penyebaran selebaran beberapa hari sebelum bom atom dijatuhkan. Salah satu selebaran mencantumkan dua belas kota yang ditargetkan oleh pengeboman bakar: Otaru, Akita, Hachinohe, Fukushima, Urawa, Takayama, Iwakuni, Tottori, Imabari, Yawata, Miyakonojo, dan Saga. Hiroshima tidak masuk daftar tersebut.
Serangan udara di Jepang
Serangan bom api pertama dalam kampanye ini—bernama sandi "Operasi Meetinghouse"—dilancarkan terhadap Tokyo pada malam hari 9/10 Maret, dan terbukti menjadi satu-satunya serangan udara yang paling merusak dari perang tersebut. Komando Pengebom XXI melakukan upaya maksimal, dan pada sore hari tanggal 9 Maret, 346 pesawat B-29 meninggalkan Marianas menuju Tokyo. Mereka mulai tiba di kota pada pukul 02.00, waktu Guam tanggal 10 Maret, dan 279 pengebom menjatuhkan 1.665 ton bom. Serangan tersebut menyebabkan kebakaran besar massal yang menghancurkan pertahanan sipil Tokyo dan menghancurkan bangunan, mewakili tujuh atau beberapa persen wilayah kota kota. Kepolisian Tokyo dan pemadam kebakaran memperkirakan bahwa 83.793 orang tewas dalam serangan udara tersebut, 40.918 lainnya terluka dan lebih dari satu juta orang kehilangan rumah mereka; perkiraan kematian pascaperang dalam serangan ini berkisar antara 80.000 sampai 100.000 orang. Kerusakan pada produksi perang di Tokyo juga cukup besar. Perlawanan Jepang terhadap serangan ini relatif lemah; 14 pesawat B-29 hancur akibat kesalahan tempur atau mekanis dan tambahan 42 pesawat rusak akibat tembakan anti pesawat. Setelah serangan terhadap Tokyo, pemerintah Jepang memerintahkan evakuasi semua anak sekolah kelas tiga sampai enam dari kota-kota utama, dan 87 persen dari mereka telah pergi ke pedesaan pada awal April.