ABD atom bombasını ilk kez 6 Ağustos 1945'te Japonya'nın Hiroşima kentinde kullandı.
Bombanın yaydığı radyasyon ilerleyen yıllarda da çok sayıda ölüme neden oldu, etkileri uzun yıllar sürdü.
Dünya Savaşı sırasında, Manhattan Projesi adıyla, ilk çalışmalar başladı. 1942 yılında ABD'nin New Mexico eyaletindeki Los Alamos bölgesinde gizlice bir grup ünlü bilim insanı toplandı. Robert J. Oppenheimer öncülüğünde 3 yıl çalıştıktan sonra ilk bombayı yapmayı başardılar.
Hiroşima ve Nagasaki'ye atom bombası saldırısı, II. Dünya Savaşı'nın son aşamasında 6 Ağustos 1945 Pazartesi saat 08.15'te Amerika Birleşik Devletleri'nin Uranyum-235 tipi atom bombası "Little Boy" (Küçük Oğlan) ile Hiroşima'ya ve 9 Ağustos 1945 (Amerikan kaydına göre 10.58'de, Japon kaydına göre saat 11.02'de), Plütonyum-239 tipi atom bombası "Fat Man" (Şişman Adam, resmî adıyla Mark III) ile Nagasaki'ye gerçekleştirdiği saldırı. Nagasaki'ye düzenlenen atom bombası saldırısı ile birlikte bu iki saldırı, askerî tarihte gerçekleştirilen ilk ve tek nükleer saldırıdır.
1945'in sonuna kadar Hiroşima'da atom bombası saldırısından dolayı yaklaşık 140.000, Nagasaki'de ise 80.000 kişi ölmüştür. 2007'de, Nagasaki belediyesinin resmi sitesine göre, o an öldürülen veya daha sonra atom bombasının etkisiyle ölenlerin toplam sayısı 143.124'e ulaşmıştır. ABD önceden Japonların hayat ve hareket tarzlarını araştırarak onların en çok dışarıda oldukları saati saptamış ve saldırı saatini sabah 08.15 olarak kararlaştırmıştır.
Japonya 10 Temmuz 1945'te Yüksek Savaş Yönetimi Kongresi'nde Sovyetler Birliği aracılığıyla müzakere yolunu aramak üzere Fumimaro Konoe'yi özel elçi olarak göndermeyi Sovyetler Birliğine teklif ettiyse, 17 Temmuz 1945'te Almanya'nın Potsdam kentinde Müttefikler'in liderleri Harry S. Truman, Winston Churchill ve Joseph Stalin'in katılımıyla Potsdam Konferansı açıldı ve ertesi gün Sovyetler Birliği Japon özel elçinin yollanmasını reddetti.
26 Temmuz 1945'te Müttefikler'in "Potsdam Demeci" ile Japonya'yı teslim olmaya çağırdı. Ancak ilanın taslağında var olan İmparatorluk sisteminin korunmasına dair madde kaldırıldığı için Japon Başbakanı Kantarō Suzuki Potsdam Demeci'ni kabul edemedi. Böylece Japonya'nın teslim isteği geri çevrilmiş oldu. Amerika Birleşik Devletleri, Hiroşima'daki saldırısından sadece 3 gün sonra 9 Ağustos 1945 saat 11.02'de Nagasaki'de Plütonyum-239 tipi atom bombası "Fat Man" (Şişko Adam) ile ikinci saldırıyı gerçekleştirdi.