La ciudad de
Nagasaki había sido uno de los puertos más grandes en la parte sur de Japón y tuvo gran importancia durante la guerra por su gran actividad industrial, incluyendo la producción de artillería, barcos, equipo militar, así como otros materiales de guerra.
En contraste con el aspecto moderno de Hiroshima, la mayoría de los hogares eran de tipo antiguo: edificios de madera en su totalidad y piso de azulejo. Muchas de las pequeñas industrias también estaban alojadas en edificios de madera y no contaban con la infraestructura necesaria en caso de explosión. Debido a que la ciudad creció sin un ordenamiento ni planificación adecuada, era común encontrar hogares adyacentes a fábricas a lo largo de todo el valle.
Nagasaki nunca sufrió un bombardeo a gran escala antes de la explosión nuclear, aunque el primero de agosto de 1945 algunas bombas fueron arrojadas sobre la ciudad. Algunas de ellas dieron en
astilleros y puertos de la parte suroeste de la ciudad, otras hicieron blanco en la fábrica de
Mitsubishi y seis de ellas cayeron sobre la Escuela Médica y Hospital de Nagasaki. A pesar de que el daño se puede considerar como reducido, el bombardeo creó preocupación entre los habitantes y mucha gente, especialmente niños, fueron evacuados hacia las zonas rurales.
Durante la mañana del
9 de agosto de 1945, el B-29
Bockscar, pilotado por el mayor
Charles W. Sweeney, transportó el arma nuclear llamada
Fat Man con la intención de lanzarla sobre
Kokura como blanco principal y Nagasaki como objetivo secundario. El plan para esta misión fue prácticamente idéntico al de Hiroshima: Dos B-29 volando una hora antes sobre el objetivo con la finalidad de hacer el reconocimiento de las condiciones climáticas y dos B-29 más acompañando el bombardero con instrumentación. Sweeny despegó con la bomba armada, aunque con los seguros eléctricos puestos.
Los B-29 enviados como observadores climatológicos informaron que ambos objetivos estaban despejados. El bombardero
Bockscar arribó al punto de reunión pero la tercera aeronave,
Big Stink, no logró unirse tempranamente a la misión, por lo que el bombardero y la aeronave de instrumentación tuvieron que volar en círculos durante cuarenta minutos esperando a la aeronave retrasada. Con treinta minutos de retraso, Sweeney decidió continuar la misión sin el avión ausente.
Cuando llegaron a Kokura, la ciudad estaba cubierta en un 70% por nubes, que la oscurecían. Después de pasar tres veces por encima y con el combustible consumiéndose y en un nivel bastante bajo debido a un desperfecto en una de las bombas de un motor, decidieron ir por el objetivo secundario, la ciudad de Nagasaki. El cálculo del consumo de gasolina indicaba que el bombardero no tendría suficiente combustible como para llegar hasta
Iwo Jima y se verían obligados a desviarse hacia
Okinawa. Se decidió primeramente que si Nagasaki presentaba las mismas condiciones climáticas, entonces regresarían con la bomba a Okinawa y tratarían de desecharla en el mar, aunque posteriormente el comandante
Frederick Ashworth decidió que se utilizaría el radar si el objetivo no era visible.
Alrededor de las 07:50, la alerta de bombardeo aéreo sonó en la ciudad pero a las 8:30 se emitió la señal de que el peligro se había alejado. Cuando se avistaron los dos B-29 a las 10:53, autoridades japonesas estimaron que las aeronaves sólo tendrían labores de reconocimiento por lo que no se emitió alarma alguna.
Pocos minutos después, a las 11:00, desde el
The Great Artiste se lanzaron instrumentos de medida atados a tres paracaídas. Junto con los instrumentos se envió una carta sin firmar dirigida al profesor
Ryokichi Sagane, un
físico nuclear de la
Universidad de Tokio quien estudió con tres de los científicos responsables de desarrollar el arma nuclear. El objetivo de dicha misiva era pedirle que le dijera al Estado Mayor japonés el daño que involucraban estas
armas de destrucción masiva, además de que hiciera todo lo que estuviera a su alcance para convencer a las autoridades del país de terminar la guerra. Aunque los mensajes fueron encontrados por autoridades militares, el profesor Sagane no fue avisado sino hasta un mes después. En 1949 uno de los autores de la carta,
Luis Walter Álvarez, se entrevistó con Sagane y firmó el documento.
De último minuto se abrió una brecha entre las nubes, lo que permitió al capitán
Kermit Beahan tener contacto visual con el objetivo como había sido ordenado, por lo que la bomba fue liberada a las 11:01. Cuarenta y tres segundos después la bomba hizo explosión a 469 metros de altura sobre la ciudad y a casi 3 km de distancia del hipocentro planeado originalmente. La explosión se confinó al
valle Urakami y la mayor parte de la ciudad fue protegida por las colinas cercanas. La explosión resultante tuvo una detonación equivalente a 22 kilotones y generó una temperatura estimada de 3900 grados Celsius y vientos de 1005 km/h.
Se estima que inmediatamente fallecieron entre 40 000 y 75 000 personas, mientras que el total de decesos para finales de 1945 alcanzó los 80 000.
El radio total de destrucción fue de 1,6 km y se extendieron incendios en la parte norte de la ciudad hasta una distancia de 3,2 km del hipocentro. A diferencia de Hiroshima, en Nagasaki no tuvo lugar la «lluvia negra» y aunque sus efectos fueron más devastadores en el área inmediata del hipocentro, la topografía del lugar evitó que el radio de destrucción fuera mayor. Se calcula que el porcentaje de estructuras y edificios destruidos estuvo en el orden del 40 %, incluyendo el estadio, hogares, hospitales y escuelas.
Un número desconocido de supervivientes de Hiroshima se había trasladado hasta Nagasaki, donde nuevamente fueron bombardeados.
El 12 de agosto el emperador informó a la familia imperial su decisión de rendirse. Uno de sus sobrinos, el príncipe Asaka preguntó si la guerra continuaría si la kokutai no se preservaba. Hirohito únicamente contestó «por supuesto».
Las víctimas supervivientes de los bombardeos son llamadas
hibakusha (
被爆者?), una palabra en
japonés que literalmente significa 'persona bombardeada'. Ser
hibakusha, aseguran los supervivientes, era como una maldición, que los estigmatizaba. Además de las enfermedades a las que se enfrentaron, estos supervivientes también tuvieron que lidiar con el rechazo del resto de la sociedad, vivían ocultando su condición ya que nadie quería casarse con personas como estas e incluso le negaban trabajos si se llegaba a conocer que eran
hibakusha. Según estudios independientes realizados sobre distintas catástrofes los hechos traumáticos alteran profundamente el conjunto de creencias esenciales que las personas tienen sobre sí misma. Esto fue lo que ocurrió en Japón y más grave aún ya que las personas eran rechazadas por la sociedad.
Por mucho tiempo vivieron ignorando lo que había ocurrido y los efectos tardíos que esta situación podía tener en ellos o sus hijos. Un año y medio después de la tragedia, los supervivientes supieron que lo que ellos habían presenciado había sido la explosión de una bomba atómica. Tres años después se formaron, por primera vez como asociación de víctimas para pedir ayuda al gobierno, para tratamientos ya que no tenían dinero y muchos morían. Para el año 2008, 243 692 hibakusha eran reconocidos por el gobierno japonés, la mayoría viviendo en dicho país. El gobierno además asegura que el 1 % de dichos supervivientes padece alguna enfermedad asociada a la radiación.
Memoriales en Hiroshima y Nagasaki contienen listas de los hibakusha que se sabe han muerto desde los bombardeos. Actualizadas anualmente durante el aniversario de los bombardeos, al 2008 los memoriales contenían los nombres de más de 400 000 hibakusha, 258 310 en Hiroshima y 145 984 en Nagasaki.