6 августа 1945 года в намеченные районы впереди взлетевшего самолета‑носителя В‑29 "Энола Гэй" под командованием полковника Пола Тиббетса вышли три самолета-разведчика погоды. На удалении шести-семи километров от самолета-носителя следовал самолет с аппаратурой, регистрирующей параметры ядерного взрыва, в 70‑ти километрах шел бомбардировщик с целью фотографирования результатов взрыва.

За час до бомбардировки сеть японских радаров раннего предупреждения зафиксировала приближение нескольких самолётов, но из‑за их малочисленности воздушная тревога, объявленная в Хиросиме, вскоре была отменена.

В 8 часов 15 минут после визуального прицеливания с высоты 10 тысяч метров на Хиросиму была сброшена атомная бомба Little Boy ("Малыш") с урановым зарядом, тротиловый эквивалент которого составлял около 20 тысяч тонн. Бомба взорвалась на высоте 600 метров.

В результате было мгновенно убито около 80 тысяч человек, пропало без вести свыше 12 тысяч человек, ранено 40 тысяч человек.

В радиусе четырех километров от эпицентра взрыва в течение многих часов продолжались пожары. На площади 12 квадратных километров строения были полностью разрушены, из 90 тысяч домов уничтожено 62 тысячи.

9 августа в 11 ч 01 мин экипаж самолета‑носителя сбросил атомную бомбу Fat Man ("Толстяк") с плутониевым зарядом (тротиловый эквивалент 20 тысяч тонн). Пересеченный характер местности и отклонение эпицентра взрыва на два километра от намеченной точки (центр города) несколько снизили потери и разрушения. Было убито и пропало без вести более 73 тысяч человек, позднее от облучения и ранений умерли еще 35 тысяч человек. Более 50% пострадавших были поражены ожогами, до 30% получили повреждения от ударной волны, 20% подверглись действию проникающей радиации. Пожары уничтожили большую часть зданий.

В результате обеих бомбардировок пострадали около 300 тысяч человек (убиты, пропали без вести), около 200 тысяч человек подверглись радиоактивному облучению.

6 августа 1955 года в Хиросиме состоялась первая международная конференция за запрещение атомного и водородного оружия. В 1985 году южная часть Тихого океана была объявлена безъядерной зоной (Договор Раротонга).

Хиросима стала символом борьбы против оружия массового уничтожения. День Хиросимы стал отмечаться международным сообществом как Всемирный день борьбы за запрещение ядерного оружия. В самом городе в этот день ежегодно проходит церемония памяти. Как постоянное напоминание о страшной трагедии в центре города оставлен нетронутым кусок земли с оставшимися после взрыва руинами.

Под лозунгом "Нет — войне и ядерному оружию!" ежегодно в Японии организуется "Марш мира". По 13 маршрутам, связывающим все 47 префектур страны, участники марша проходят более 10 тысяч километров и заканчивают свое шествие 6 августа в хиросимском Парке мира, расположенном вокруг эпицентра атомного взрыва.

Памятник жертвам Хиросимы — серый бетонный шатер, раскинутый среди зелени парка. Внутри памятника — известковая плита, под ней — ларец с именами погибших. Каждый год к этому списку добавляется примерно 100 новых имен. На братской могиле начертаны слова: "Спите спокойно, ошибка не повторится".