ઑગસ્ટ 6ના પહેલા અણુ બૉમ્બમારાના મિશનનું મુખ્ય નિશાન હિરોશિમા હતું, અને કોકુરા અને નાગાસાકીને વૈકલ્પિક નિશાન તરીકે રાખવામાં આવ્યા હતાં. વાદળાંના કારણે પહેલાં નિશાન અસ્પષ્ટ બન્યું હોવાથી ઑગસ્ટ 6ની તારીખ પસંદ કરવામાં આવી હતી. જાપાનથી આશરે છ કલાકના ઉડાન સમય જેટલા દૂરથી, પશ્ચિમ પેસિફિકમાં ટિનિયન પર આવેલા નોર્થ ફિલ્ડ ઍરબૅઝ પરથી, 393d બૉમ્બાર્ડમેન્ટ સ્કવોર્ડન B-29 "ઈનોલા ગે" , પાયલટ અને કપ્તાન તરીકે 509મા કમ્પોસાઈટ ગ્રૂપના કમાન્ડર કર્નલ પૉલ ટિબ્બેટ્સની આગેવાનીમાં ઊડ્યું. "ઈનોલા ગે" (જેને કર્નલ ટિબ્બેટનાં માતાની યાદમાં નામ આપવામાં આવ્યું હતું) સાથે બીજા બે B29 હતાં. એક હતું કપ્તાન તરીકે મેજર ચાર્લ્સ ડબ્લ્યુ. સ્વીનીની આગેવાનીમાં "ધ ગ્રેટ આર્ટીસ્ટે" , જેમાં સાધનસામગ્રી હતી; અને તેના પછી કૅપ્ટન જયોર્જ મારકવાર્ડટની આગેવાનીમાં બીજું નામવિહોણું ઍરક્રાફટ(તસવીર માટેનું ઍરક્રાફટ), જેને પાછળથી "નેસેસરી ઈવિલ" નામ આપવામાં આવ્યું હતું.

ટિનિયન છોડ્યા પછી દરેક ઍરક્રાફટ અલગ થઈને આઈવો જિમા પહોંચ્યા જયાં તેઓ તેમના સંકેતસ્થાન પર મળ્યા અને જાપાન માટે આગળ ધપ્યા. સમયે એરક્રાફટ સ્પષ્ટ રીતે દષ્ટિગોચર થતા નિશાન પર પહોંચ્યું. ટૅક ઓફ કરતી વખતે જોખમ લઘુત્તમ કરવા માટે જે બૉમ્બને વિફળ બનાવવામાં આવ્યો હતો તેને સફર દરમ્યાન, નૌકાદળના કૅપ્ટન વિલિયમ પાર્સન્સે શસ્ત્રસજ્જ કર્યો હતો. તેમના મદદનીશ, દ્વિતીય લેફટનન્ટ મોરિસ જેપ્પસને, નિશાનના વિસ્તાર પર પહોંચવાની 30 મિનિટ પહેલાં બૉમ્બનાં સલામતી સાધનોને દૂર કર્યાં હતાં.

બૉમ્બમારાના એકાદ કલાક અગાઉ, જાપાનના વહેલી ચેતવણી આપનારા રડારે જાપાનના દક્ષિણ હિસ્સા તરફ આગળ વધતાં કેટલાંક અમેરિકન ઍરક્રાફટની સૂચના આપી. તરત સાવધ રહેવાની ચેતવણી આપવામાં આવી અને ઘણાં શહેરોમાં, જેમાંનું એક હિરોશિમા હતું, રેડિયો પ્રસારણ અટકાવી દેવામાં આવ્યું. લગભગ 08:00 વાગ્યે, હિરોશિમાના રડાર સંચાલકે આવી રહેલાં વિમાનોની સંખ્યા બહુ ઓછી હોવાનું - સંભવતઃ ત્રણથી વધુ નહીં હોવાનું જણાવ્યું- અને તેના પછી હવાઈ હુમલાની ચેતવણી ઉઠાવી લેવામાં આવી. ઈંધણ અને ઍરક્રાફટ બચાવવાની ગણતરીએ, જાપાનીઓએ નાની લશ્કરી વ્યૂહરચનાને રસ્તામાં વચ્ચે જ તોડી પાડવાનું મુનાસિબ ન માન્યું. લોકોને રેડિયો પ્રસારણથી સામાન્ય ચેતવણી આપવામાં આવી કે જો B-29 ખરેખર જોવા મળે તો હવાઈ-હુમલાથી બચી શકાય તેવા આશ્રયસ્થાનોએ રહેવું હિતાવહ છે, પણ અમુક પ્રકારની લશ્કરી તપાસ ઉપરાંત કોઈ હુમલો અપેક્ષિત લાગતો નથી.બરાબર 08:15 વાગ્યે (હિરોશિમા સમય) આયોજન મુજબ, ગુરુત્વાકર્ષણ આધારિત "[[લિટલ બૉય]]" તરીકે જાણીતો બૉમ્બ, જે એક તોપગોળા-પ્રકારનું [[યુરેનિયમ-235]]નું સહિતનું દ્વિભાજિત થતું શસ્ત્ર હતું, તે નાખવામાં આવ્યું, અને યુએસ ઊર્જા વિભાગની વેબસાઈટ અનુસાર, એ બૉમ્બને ઍરક્રાફટમાંથી શહેર પર જેટલી પૂર્વનિશ્ચિત ઊંચાઈએ વિસ્ફોટ થતાં 43 સેકન્ડ લાગી હતી. સાઈટ એવી માહિતી પણ આપે છે કે વિસ્ફોટનાં આઘાત મોજાંઓ ઍરક્રાફટને અનુભવાયા તે પહેલાં ઍરક્રાફટ 11.5 માઈલ જેટલું દૂર જતું રહ્યું હતું.

ત્રાંસો પવન હોવાના કારણે, તે લક્ષિત સ્થાન, એઈઓઈ બ્રિજ(Aioi Bridge) લગભગ અંતરેથી ચૂકી ગયો અને સીધો જ શિમા સર્જિકલ કિલનિક પર ફાટ્યો. તેનાથી લગભગ જેટલો સ્ફોટ થયો. (U-235 શસ્ત્રને અત્યંત બિનકાર્યક્ષમ માનવામાં આવે છે, કારણ કે તેની માત્ર 1.38% જેટલી સામગ્રી જ દ્વિભાજિત થાય છે.) કુલ વિનાશનો વ્યાસ લગભગ એકાદ માઈલ જેટલો (1.6 કિ.મી.) હતો, જેના પરિણામે જેટલા વિસ્તારમાં આગ લાગી હતી. અમેરિકા અનુમાન પ્રમાણે શહેરનો જેટલો ભાગ ધ્વસ્ત થઈ ગયો હતો. જાપાની અધિકારીઓએ નુકસાનની માત્રા નિશ્ચિત કરતાં જણાવ્યું હતું કે હિરોશિમાનાં 69% બિલ્ડીંગો ધરાશાયી થયાં હતાં અને બાકીના 6–7%ને નુકસાન પહોંચ્યું હતું.

હિરોશિમાના 70,000–80,000 લોકો, અથવા લગભગ 30% વસતિ, તત્કાળ મરણ પામ્યાં હતાં, અને બીજા 70,000 લોકો ઘાયલ થયા હતા. હિરોશિમામાં હાજર એવા 90%થી વધુ ડૉકટરો અને 93%થી વધુ નર્સો કાં તો માર્યાં ગયાં હતાં કે ઘાયલ થયાં હતાં - તેમાંના મોટા ભાગના શહેરના મુખ્ય વિસ્તારમાં હતા, જયાં સૌથી વધુ નુકસાન પહોંચ્યું હતું. યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સે સામાન્ય નાગરિકોને જાપાનનાં 35 શહેરો પર, જેમાં હિરોશિમા અને નાગાસાકી સામેલ હતાં, હવાઈ હુમલાની ચેતવણી આપતાં ફરફરિયાં વેર્યાં હોવા છતાં, હિરોશિમાના રહેવાસીઓને અણુબૉમ્બની કોઈ સૂચના આપવામાં આવી નહોતી.

જાપાનની શરણાગતિ અને તેની પર કબજો
બૉમ્બમારો
હુમલા પછીના ઘાયલો/મૃતકો
બચેલા કોરિયનો