1945年的硫磺岛战役、冲绳岛战役，不仅使得美军获得了轰炸日本本土的重要基地，也预示着盟军的一只脚已经迈入日本本土，日本法西斯的末日即将到来。但两场战役的胜利也让美军付出了不小的代价，沉重的伤亡让美军高层意识到如果执意进攻日本本土，那么至少还要付出100万美军士兵的生命，这对一向“惜命如金”的美国人来说，不是一笔划算的“交易”。从“冠冕”行动到“奥林匹克”计划，如何以最小的伤亡攻下日本，成为了美军高层一直争执不下的话题。
然而，就在这个节骨眼上，美国总统罗斯福病逝，副总统杜鲁门临危受命，接任美国第33任总统。此时的他听闻了一项闻所未闻的计划——曼哈顿计划，一个在此之前只有总统和少数人知道的绝密计划。杜鲁门认为，面对顽固不化的日本人，有必要对其使用最致命的打击。
1945年7月26日，中、英、美三国联合发布《波茨坦公告》敦促日本尽快投降。然而，日本内阁认为苏联还未参战心存侥幸，坚决为完成大东亚战争而迈进。美国一看日本人死性不改，于是就着手制定对日本本土原子弹轰炸的计划。
杜鲁门心里清楚，这个相当于1.5万吨TNT的“大家伙”，一旦投入实战，必将吸引全世界的目光，无法估量的伤亡必将会受到质疑。爱因斯坦在听闻总统要将原子弹投到日本后，联合波尔等著名物理学家“联名上书”希望杜鲁门把原子弹作为一件震慑武器，而不是去针对任何一个国家。但这遭到了回绝，杜鲁门认为“日军的顽抗必将给盟军带来巨大的伤亡，我们现在要做的就是尽快结束这场战争，最大程度上减少无辜人员的牺牲。”
1945年8月6日，美军的B-29轰炸机在广岛投下了人类战争史上第一颗原子弹。9日，在日本长崎，第二颗原子弹被美军投下。仅仅4天的时间，20余万日本军民死亡。原子弹的威力让日本人感到无比恐惧，加上苏联远东军在9日凌晨已经对日宣战。迫于各方压力，15日，日本天皇告知国民：接受《波茨坦公告》，无条件投降。
时至今日，一些日本右翼分子依然将自己打扮成太平洋战争的“受害者”，指责美军在日本投放原子弹。然而，值得一提的是，美军其实在投弹前，已经告诫过日本民众。
在执行广岛轰炸任务之前，美军曾在广岛上空空投6300多万张传单，其大意是：
“在接下来的几日里，以下（传单反面）被标注城市会受到美军的有史以来最大规模的轰炸，依照美国的人道政策，美国空军不愿伤及无辜…我们希望日本民众尽快撤离此地，以此保住性命…美国将带来和平，解放被压迫的人民…”
但这并没有引起日本人的注意。日本当局依然拒绝投降，民众也未选择撤离，他们认为躲进防空洞就可以免遭打击。然而，他们根本无法预估到原子弹的威力。
当“小男孩”爆炸后，美国空军再次投下无数警告宣传单，要求日本即刻投降，避免更大的伤亡。
“我们制造了人类前所未有的破坏性爆炸，我们的2000台B-29轰炸机可以做到精准轰炸，如果你还有疑问，那么就去广岛看看发生了什么，我们刚刚在那里投下了一颗原子弹…你们应立即停止反抗，否则我们将继续使用原子弹及其他先进武器，快速而有力的终止这场战争。”
不仅如此，美军还用电台每15分钟向日本民众播报“广岛被轰炸”的讯息。可日本内阁虽然被美军的原子弹威力所震慑，但日本一些科学家自信的认为美国仅有一颗原子弹，不足为惧。抱有侥幸心理的日本人仅仅在3天后，再一次尝到了原子弹的威力。
虽然日本人一直极力掩盖事实，希望以“受害者”的身份要求美国人就当年原子弹事件予以道歉，然而每次都遭到美国的拒绝。当年两次执行对日原子弹轰炸的查尔斯·斯韦尼少将，直到2004年去世，也未曾对此事后悔过，他生前说的最多的一句话就是“原子弹下无冤魂”。