在到达本州岛上空的那一刻，美国都还没有确定最后的投放目标，直到7点42分，驾驶员收到电报说：“一切高度被云遮盖处不到十分之一，建议先在这里投弹。”这个临时被选中的城市，就是广岛。

尽管美国两天前就已经在本州岛撒了传单，警告人们在即将到来的大进攻前离开城市，但此时的广岛还是如平时一般拥挤，人们像往常一样，又开始了一天的工作与生活。也有人曾看到盘旋在头顶的飞机，但由于突袭警报已经解除，他们也并没有在意。所以，当8点15分，美军的飞机投下“小男孩”时，人们完全没有料到结局会那么可怕，甚至就连美军的飞行员也始料未及。

短短几分钟的时间，广岛如同消失了一般，13万多人暴死。这样的结果令世界震惊，就连日本首相最初也很难相信一枚炸弹能有如此巨大的毁灭力，但事实确实如此，美国给了日本一次惊人的教训。

8月9日上午11点30分，美国又在日本长崎投下了第二枚原子弹。核轰击震撼了日本国民，也令天皇和重臣不得不重新考虑“投降”的问题。再加上苏联也加入到了对日作战的行列中，日本好像只剩下一条路可走了，于是便有了8月14日在皇室地下防空洞会议室里裕仁天皇“媾和”的决定。

1945年8月15日正午，裕仁天皇通过广播发表《终战诏书》，宣布日本战败无条件投降。8月28日，美国空军的飞机在东京机场降落。30日，大批英、美军队在日本海岸登陆，实现了对日本的占领。

原定于8月底举行的日本代表签署投降书的仪式，因台风的影响，改到9月2日举行。当天，日本的东京湾，晴空万里，停泊于此处的美国战列舰“密苏里”号上，举行了隆重的受降仪式。

9点整，日本新任外相重光葵和日本参谋总长梅津美治郎代表日本政府在投降书上签字。随后，接受投降的同盟国代表：盟军最高统帅麦克阿瑟上将、美国尼米茨海军上将、中国徐永昌将军、英国福莱塞海军上将、苏联杰列维亚科中将，以及澳大利亚、加拿大、法国、荷兰、新西兰等国的代表分别在降书上签字，表示接受日本代表的投降。9月9日，侵华日军总司令冈村宁次在南京签署了投降书。

至此，日本发动的这场历时15年的侵略战争，终于画上了句号：日本落败。一度飘扬在亚洲地区的太阳旗，也随之落下。