Pri výbuchu jadrovej bomby v Nagasaki 9. augusta 1945 zahynulo bezprostredne približne 39.000 ľudí, pričom do konca roka sa počet obetí zvýšil na 60.000 až 80.000. Jadrový fyzik a predseda Slovenskej akadémie vied Martin Venhart v rozhovore pre TASR uviedol, že nálet na Nagasaki bol komplikovanejší než na Hirošimu. Primárnym cieľom bombardéra B-29 Superfortress „Bockscar“ bola Kokura, ktorá bola zakrytá mrakmi a dymom, preto sa zamerali na Nagasaki. Bombometčík dokázal mesto zamerať cez štrbinu v mrakoch a bomba vybuchla nad továrňou, ktorá vyrábala torpéda pre útok na Pearl Harbor.

Explózia v Nagasaki bola silnejšia než v Hirošime, no poveternostné podmienky znížili jej účinnosť. Bombardér Bockscar pristál na Okinave s poslednými rezervami paliva. Bomba Fat Man, zhodená na Nagasaki, využívala izotop 239Pu a fungovala na implozívnom princípe, zatiaľ čo Little Boy, zhodená na Hirošimu, využívala izotop 235U. Fat Man dosiahla silu 22 kiloton TNT, čo ukazuje rozdiel v efektivite.

Spojené štáty si vyberali ciele jadrových bômb podľa strategického významu a hustoty obyvateľstva, pričom sa snažili vyhnúť kultúrnym centrám. Fat Man je základom moderných zbraní, no dnešné hlavice sú menšie a využívajú termonukleárnu fúziu. Termojadrové zbrane nemajú horný limit, najväčšia otestovaná bola bomba Cár so silou viac ako 50 megaton TNT.

Nagasaki je dnes moderným mestom, zatiaľ čo v Hirošime sú stále viditeľné známky výbuchu. Explózia jadrovej bomby má viacero účinkov vrátane tlakovej vlny, tepelného žiarenia a rádioaktívneho spadu. Rádioaktívny spad môže trvať niekoľko dní a obsahuje izotopy, ktoré spôsobujú chorobu z ožiarenia. V Hirošime sa spad prejavil ako čierny dážď, ktorý bol veľmi nebezpečný. Rádioaktívne žiarenie je pre ľudský organizmus nebezpečné, pretože môže poškodiť DNA a spôsobiť smrť buniek.