1945年5月8日德国投降后，日本依然在太平洋战场上负隅顽抗。7月16日美国第一颗原子弹爆炸成功。。此时，以美国陆军部长史汀生为首的临时委员会和参谋长联席会议认为：虽然日本败局已定，但其陆军在本土尚有200-300万人，在中国还有同样数量的兵力，其空军尚存各型飞机6000-9000架，而且日本大本营正在积极准备“本土决战”，美军登陆日本将付出巨大的代价。如果美国使用原子弹迫使日本丧失抵抗意志，不待美军登陆就投降，则可避免50万美国人丧生。于是，史汀生与临时委员会一起向杜鲁门总统提出建议：尽快用原子弹轰炸日本具有军事和非军事双重性的目标。核突袭的具体目标拟定为广岛、长崎和小仓。杜鲁门思量再三终于采纳了史汀生的建议，决定对日本进行核突袭。于是，美国陆军航空兵的核突击部队——第509混合大队被派往太平洋的提尼安岛执行这次非同寻常的任务。第一次原子弹突袭以广岛为主要目标，小仓和长崎为预备目标；第二次以小仓为主要目标，长崎为预备目标。
“小男孩”首袭广岛
1945年7月25日，美国当局下达了作战指令：8月3日以后，只要气象条件允许目视轰炸，第509大队即可开始对日本投掷第一颗原子弹。
8月1日，准备执行原子弹突袭任务的B-29机组人员进行了最后一次演习。8月2日，第20航空队司令特文宁中将下达作战指令，命令7架B-29型轰炸机组成突击队，执行“13号特别轰炸任务”，对日本实施首次原子弹突袭。其中1架为载有原子弹的轰炸机，由大队长蒂贝茨上校亲自驾驶；1架为装有精密测量仪的观测机，由中队长斯韦尼少校驾驶；1架装有高级照相机的侦察机，由马夸特上尉驾驶；3架担任直接气象侦察任务，提前抵达目标区上空。另外，还有1架B-29作为原子弹载机的备份机，在硫磺岛机场待命。
8月6日凌晨，3架先谴气象侦察机提前1小时从提尼安基地升空，分别飞抵广岛、小仓、长崎上空。蒂贝茨上校驾驶“埃诺拉.盖伊”号，于当地时间2点45分起飞，斯韦尼少校和马夸特上尉驾机尾随其后。“埃诺拉.盖伊”号安全升空后，随机核武器专家帕森海军上校从座舱爬进弹舱，给外号“小男孩”的核弹安装“枪法”引爆装置，使它进入了战斗装态。飞机以每小时300公里的巡航速度，在无战斗机护航和严格无线电静默的情况下，于5点45分飞抵硫磺岛上空，组成三角形编队，向西北方向继续飞行。2个多小时后，它们爬升至10000米高空，以每小时525公里的航速，神不知鬼不觉地向日本飞去。
上午7点9分，广岛地区日军第二军总司令部发出警报，美军侦察机迅速离去，7点半解出警报。广岛市内车来人往，络绎不绝。就在这人们感到太平无事的时刻，蒂贝茨上校接到前方气象侦察机发回的电讯，广岛上空的云量为“二”，“目标清楚”，完全适于目视轰炸预订的主要目标。他当机立断，实施原计划第一方案：轰炸广岛。
蒂贝茨驾机于8点12分飞抵离目标约24公里预定投弹识别点，未遇炮火袭击，也没有敌机起飞拦截。他们俯瞰广岛，只见工厂上空清烟袅袅，水面上船舶蠕动。就在这瞬间，他们找到了预定瞄准点——广岛市中心的“T”字形大桥。
“注意，戴上防护镜，各就各位，做好最后准备。”蒂贝茨提醒他的同伴。8点15分，他们抵达目标瞄准点上空。观测机上的测量操作手做好了测量准备，原子弹栽机上的投弹手向各机发出了30秒投弹准备信号，并打开了弹舱门。信号一结束，“小男孩”跳出弹舱。此时，斯韦尼少校在蒂贝茨的右翼，间隔至多10米。他亲眼目睹“小男孩”跳舱的身影，心想：“它自由了，像一只断了线的风筝，不管它工作与否，无法挽回了，如果工作正常，它可能将战争结束。”蒂贝茨和他的同伴们做完一切后，赶紧调转机头，加速撤离现场。
“小男孩”像一个幽灵，徐徐下降。53秒后，它突然凶相毕露，一声惊天动地的巨响，广岛上空出现了一个五光十色、光芒四射的火球，随之巨大的蘑菇烟云冲天而起，整个广岛城被吞没了。
几分钟后，“埃诺拉.盖伊”号从离原子弹爆炸24公里处，悄悄返航。马夸特上尉驾着侦察机等了一会儿，拍完了几个惊心动魄的镜头——世界军事史上第一次核战争的照片后，也返航了。归途中，核武器专家帕森海军上校向正在提尼安基地的“曼哈顿工程”副指挥官法雷尔准将发了一份密电：“目视一清二楚，突袭圆满成功，投弹后机上情况正常，现正在向基地返航。”
蒂贝茨上校驾着“埃诺拉.盖伊”号，首先在提尼安基地北机场着陆。他带着全体机组人员走下飞机，向等候在这里的陆军战略空军司令斯帕茨上将行了个军礼：“报告将军！我们完成任务回来了！”斯帕茨随即给他挂上“服役优异十字勋章”。
次日凌晨，即原子弹突袭16小时后，杜鲁门总统发表声明，警告日本政府，“这是原子弹”。并敦促日本政府无条件投降，否则将遭到“来自空中的毁灭”。美国武装部队电台马上对日广播，“原子弹已把广岛摧毁，更多的原子弹将接踵而来”，并向日本空投了数百万张传单向日本发出警告：美国最新研制成功的“一颗原子弹的威力就相当于2000架B-29巨型轰炸机执行一次任务所携带炸药的威力”，“你们赶快结束战争”，否则“我们将坚决使用这种炸弹和所有其他超级武器来加速结束战争”。
8月7日和8日，美国第21轰炸航空兵联队司令李梅将军先后追加了152架和375架B-29轰炸机，对日本城市发起更猛烈袭击，但日本政府仍无意投降。
“胖子”摧毁长崎
为此，美国当局决定8月9日对日本实施第二次原子弹袭击，目标选定为长崎。此次任务由5架B-29轰炸机组成的突出队执行，密码代号为“16号特别轰炸任务”。斯韦尼少校驾驶载有原子弹的“博克斯卡”号轰炸机，机上增加3名核武器专家，负责原子弹引爆系统的安全保险工作；博克上尉驾驶“大技师”号观测机，《纽约时报》记者劳伦斯随机负责报道工作；霍普金斯中校驾驶“大斯廷克”号照相侦察机；88号飞机和95号飞机负责气象侦察任务。
第二颗原子弹外号叫“胖子”，采用复杂的“内爆法”引爆系统，由气压、定时、雷达和冲击4个不同引信组成。这种引爆系统不能在空中安装，必须在执行任务之前，在地面的一个特殊的绝密车间里，由几个专家合作组装。这就意味着，斯韦尼少校的“博克斯卡”号飞机必须载着安装好引爆系统的“活钚弹”上天，万一起飞时发生重大事故，提尼安岛就会变成美国的“广岛”而被从地球上抹掉。
为确保万无一失，美军当局决定举行一次“胖子”模拟弹空投演习。8月8日9点左右，。斯韦尼少校驾驶“博克斯卡”号带着一颗水泥重配弹“南瓜”，从提尼安岛外海的2400米空中爬升到10000米高空。机上的投弹手模拟次日投掷“胖子”的程序，把“南瓜”从弹舱里弹了出去。“南瓜”按预定弹道落至600米高度，引信爆炸了。1个小时后，专家们一致评定，演习成功。美国当局决定按原计划行动。
8月9日，当地时间2点56分，斯韦尼少校驾机载着完全处于战备状态的“胖子”，从提尼安基地起飞，博克驾侦察机尾随其后。正当霍普金斯中校驾机滑向跑道时，他突然发现随机照相专家瑟贝博士没带降落伞，便勃然大怒：“给我下飞机”。瑟贝博士下机后眼巴巴地望着“大斯廷克”号腾空而起。
10点50分，他们飞临长崎上空，发现在1800-2400米高度，云量为“八”，只能进行雷达轰炸。几分钟后，他们从西北方向进入投弹识别点。30秒钟的投弹信号响了，弹舱门“咯嗒”一声打开。就在20秒钟时，投弹手目光穿过云层裂隙，看到下面不是第一个轰炸目标——三菱重工业公司长崎造船厂，而是第二个轰炸目标——三菱重工业公司长崎兵器制造厂，便立即改用目视轰炸，于当地时间10点58分将“胖子”投出了舱外。弹舱门“咯嗒”一声锁上了，斯韦尼立即驾机飞离现场。“胖子”跳出弹舱后，穿云直下，于当地时间11点01分在离地500米空中爆炸了，顿时形成了一个闪烁的火球。
在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多。
机上所有人员都看到了这个形如“胆囊”的火球悬在长崎上空，从“胆心”向上喷出沸腾的“胆汁”，行成一条巨大的彩虹。几分钟后，机上人员从20公里外看到一个擎天蘑菇烟云，吞没了整个长崎城。斯韦尼下令赶紧拍下这罕见的场景。
当长崎蘑菇烟云以惊人的速度从7000米升到14000米高空时，斯韦尼上校向提尼安基地发出报告：“袭击长崎，效果良好”。返航途中，由于与提尼安基地失去通讯联系，加之飞机燃料不足，斯韦尼驾机在冲绳美军机场紧急着陆。
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市总人口的37%。
1945年8月15日，在长崎遭受原子弹轰炸的第6天，日本终于宣布无条件投降，第二次世界大战至此降下帷幕。
战后，日本对这次遭受原子弹的袭击耿耿于怀，称自己是原子弹的受害者，广岛、长崎为这场战争中不幸的城市。可是日本不应忘记，世界上还有更不幸的城市——南京，兽性大发的日本兵使这座无辜的城市血流成河，呜咽扬子江为30万白骨招魂。日本不应忘记，世界上还有更不幸的国家——中国，在日本发动的侵华战争中，2000多万中国人被日军杀害，男人被拉到日本当劳工，女人被拉到兵营作军妓，而这一切正是包括广岛、长崎在内的日本所为！
