1945年2月，盟军占领了硫磺岛，但是伤亡惨重。1945年4月，盟军发动冲绳战役，惨胜的同时付出了伤亡7万余人的代价。如果盟军按照这样的方式打下日本本土，预计盟军方面伤亡在100万人以上，而这是盟军难以承受的。
就在日本坚持负隅顽抗的关键时期，原子弹走上了历史的舞台。1945年7月16日，美国的第一颗原子弹试爆成功。美国总统杜鲁门心中立刻有了底气，在日本政府拒绝接受无条件投降后，杜鲁门向军方下达了命令：“把那个大家伙投到日本吧。”
美国军方负责此事的委员会，很快呈交了一份包含日本本土17个城市的清单。而对于美国政府来说，选择的标准就两条：第一，能对日本造成最大的心理影响；第二，让全世界人都知道原子弹的威力。
最终符合标准的城市只剩下了京都、广岛、小仓等少数城市，并没有日本首都东京。因为东京、横滨、名古屋、大阪、神户等城市在之前的多次战略轰炸中，被摧毁的面积都超过了50%，这些城市的中心地区早已是一片瓦砾废墟，如果继续在上面扔一颗原子弹，谁知道这是原子弹炸的，还是之前普通轰炸的呢？选择这些城市，显然无法很好地起到震惊世界的作用。而且，如果直接毁灭了首都东京，可能会受到日本军队更加疯狂的反扑，反而达不到逼迫日本投降的战略目标。
所以，京都和广岛成了首选目标。当时，大多数人倾向于京都，京都不仅是军火工业城市，还是日本的历史文化中心，似乎更能起到震慑日本的效果。但是，拥有最终决策权的美国战争部长史汀生提出了反对意见。根据美国学者的记载，史汀生几十年前曾在京都度过蜜月，十分欣赏京都的风景和历史文化古迹，由此排除了京都。现在看来，这一选择是非常明智的，因为历史文化古迹是属于全人类的财富。另外，首选广岛，还有一个重要原因，它是日本的“军都”。从1868年日本走向对外侵略开始，所有的日本军队都是从广岛出发，广岛都是当时日军的作战大本营，而且日本的国土防卫军司令部也设在广岛，也就是说，当时广岛的36万人大多数都是为部队直接服务的。1945年8月6日，广岛成为原子弹“小男孩”的最终归宿。
然而，日本的疯狂出乎所有人的预料，遭受原子弹轰炸后，日本政府试图隐瞒广岛被攻击的消息，决定顽抗到底。很快，美军最高司令部决定在8月9日对日本再投下一枚原子弹。这次，美军选择了日本重要的军工城市——小仓。然而，当轰炸机来到小仓上空的时候，小仓上空浓云密布。轰炸机用了45分钟在小仓上空盘旋了三圈，不仅没有可以投放原子弹的瞄准点，还遭到了日本高射炮火的猛烈攻击。紧急时刻，轰炸机只得选择备选城市长崎，然后，绰号“胖子”的原子弹将长崎变成了人间地狱。
两颗原子弹终于促使日本投降。