Тром 6 августа 1945 года американский бомбардировщик B-29 «Enola Gay» (командир экипажа — полковник Пол Тиббетс) сбросил на японский город Хиросима урановую атомную бомбу «Little Boy» («Малыш») . Мощность взрыва составила по разным оценкам от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте.
Три дня спустя, 9 августа 1945 года, плутонивая атомная бомба «Fat Man» («Толстяк» ) была сброшена на город Нагасаки пилотом Чарльзом Суини. Её мощность была значительно больше и составила 15-22 кт. Это связано с более совершенной конструкцией бомбы.
Оценки человеческих потерь от атак сильно затруднены. Считается, что 140000 человек умерло в Хиросиме от взрыва и его последствий; аналогичная оценка для Нагасаки составляет 74000 человек. Эти числа, опубликованные в феврале 1946 году штабом американской оккупационной армии в Японии, не учитывают умерших после февраля 1946 от лучевой болезни и других последствий облучения при взрывах.
Исключительная разрушительная способность ядерного оружия, продемонстрированная бомбардировками, стала отправной точкой гонки ядерных вооружений между США и СССР, к которой позднее присоединились другие страны.