הוויכוח בצמרת הממשל האמריקאי היה סוער. חלק מהגנרלים, כמו גם מדענים מאנשי “פרויקט מנהטן” שהכינו בחשאי בשנים האחרונות את פצצת האטום, הסתייגו מהשימוש בנשק החדש והנורא. אחרים העריכו כי פלישה אמריקאית ליפן כדי להביא לכניעתה ולסיום מלחמת העולם השנייה תהיה כרוכה במיליוני הרוגים משני הצדדים, וכי רק השימוש בנשק הגרעיני עשוי לחסוך חודשים של לחימה עקובה מדם. לאחר שהתברר כי ההפצצות המאסיביות אינן שוברות את רוח הלחימה היפנית, קיבל הנשיא הארי טרומן את ההחלטה. בכ”ז באב תש”ה (6.8.1945) בשעה שמונה ורבע בבוקר, הטילו אנשי המפציץ “אנולה ג’י” את הפצצה שכונתה “ילד קטן” על מרכז העיר הירושימה, מרכז תעשייתי וצבאי חשוב בדרומה של יפן. כדור אש עצום התלקח, וקרוב למאה אלף בני אדם מתו בשניות הראשונות שלאחר הפיצוץ. עוד כמאה אלף מתו בחודשים שלאחר מכן מקרינה ומתופעות לוואי. שלושה ימים אחר כך, כשהיפנים עוד סירבו להיכנע הוטלה פצצה גם על העיר נגסאקי. שבוע נוסף בלבד הביא לכניעתה ללא תנאי של יפן. מלחמת העולם השנייה תמה, עידן הגרעין נפתח.
