القصف الذري على هيروشيما وناجازاكي
انطلقت القنبلة الساعة الثامنة والربع (بتوقيت هيروشيما) كما كان مخطط، وهي قنبلة تعمل بقوة الجاذبية تسمى "ليتل بوي"، كما أنها قنبلة ذات انشطار مصوب. وتحمل 60 كيلوجراماً (130 باوند) من اليورانيوم 235. واستغرقت القنبلة 57 ثانية لتسقط من الطائرة وتصل إلى الارتفاع الذي ستنفجر فيه، وهو حوالي 600 متر (2000 قدم) فوق المدينة. حولت القنبلة مسارها بحوالي 800 قدم (240 متر) بسبب الرياح المتعامدة، لتسقط على عيادة شيما للجراحة بدلاً من الهدف المخطط له، وهو جسر أيوي. ونتج عن ذلك انفجار يعادل حوالي 13 كيلوطن من الTNT أو (54 JT). (ويعتبر سلاح اليو 235 غير فعال، حيث يتشطر 1.38 ٪ فقط من المواد المكونة له.) وبلغ نصف قطر دائرة الدمار نحو ميل واحد (1.6 كم)، بالإضافة إلى الحرائق التي انتشرت في أنحاء مختلفة على مساحة 4.4 ميل مكعب تقريباً (11 كيلومتر مكعب). وتشير التقديرات الأمريكية إلى تدمير 4.7 ميل مكعب (12 كيلومتر مكعب) من مساحة المدينة. بينما حدد المسؤولون اليابانيون خسارة المباني في هيروشيما بـ69 ٪، بالإضافة إلى إلحاق الضرر بـ6-7 ٪ من مباني أخرى.
انشطار نووي
ثم دخلت الولايات المتحدة الحرب وكان هناك خوف كبير من أن يركز الألمان بحوثهم لصناعة قنبلة ذرية، فبدأت الولايات المتحدة مشروع مانهاتن عام 1942 بغرض إنتاج السلاح النووي وعينت اوبنهايمر لرئاسة المشروع، وجمع أوبنهايمر العلماء من جميع أنحاء البلاد للتركيز على ذلك العمل وكان العمل يسير بتكتم شديد. واتضح أن صناعة القنبلة الذرية يحتاج إلى اليورانيوم-235 عالي النقاوة، كما توصلوا إلى أن عنصر البلوتونيوم-239 وهو من منتجات الكومة الذرية التي بناها فيرمي في جامعة شيكاغو له نفس خواص اليورانيوم-235، فعزم العاملون في مشروع مانهاتن على اتباع الطريقتين في نفس الوقت لضمان التوصل إلى صنع القنبلة. وكان أن قاموا بمشروع لتخصيب اليورانيوم-235 وفصله عن اليورانيوم-238، وقاموا في نفس الوقت بتوليد البلوتونيوم-239 في مفاعل نووي بنوه لذلك الغرض. وأدت تلك المجهودات إلى إنتاج قنبلتي هيروشيما ونجازاكي اللتان ألقيتا من الجو على اليابان في 6 أغسطس و 11 أغسطس 1945، واستسلمت على أثرهما اليابان وأنتهت الحرب مع أمريكا.