ในช่วงเช้าของวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 เครื่องบิน B-29 ของสหรัฐ อเมริกา ได้ปล่อยระเบิดปรมาณู อาวุธที่คิดค้นขึ้นใหม่ใส่พื้นที่ของเมืองฮิโรชิมะ ของญี่ปุ่น ทำลายเมืองจนราบเป็นหน้ากลอง คร่าชีวิตผู้คนนับแสนคนในพริบตา ก่อนที่ญี่ปุ่นจะประกาศยอมยุติสงครามในเวลาต่อมา

การทิ้งระเบิดนิวเคลียร์ที่ฮิโรชิมะและนางาซากิ เป็นการโจมตีจักรวรรดิญี่ปุ่นด้วยอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐ อเมริกา ในช่วงปลายสงครามโลกครั้งที่สอง โดยคำสั่งของประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา แฮร์รี เอส. ทรูแมน เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม และวันที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2488 หลังจากการโจมตีทิ้งระเบิดเพลิงตามเมืองต่าง ๆ 67 เมืองของญี่ปุ่นอย่างหนักหน่วงเป็นเวลาติดต่อกันถึง 6 เดือน สหรัฐอเมริกาจึงได้ทิ้งระเบิดปรมาณู หรือที่เรียกในปัจจุบันว่าระเบิดนิวเคลียร์ ซึ่งมีชื่อเล่นเรียกว่า ลิตเติลบอย ใส่เมืองฮิโรชิมะในวันจันทร์ที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 ตามด้วย ‘แฟตแมน’ ระเบิดปรมาณูลูกที่สองใส่เมืองนางาซากิ นับเป็นระเบิดนิวเคลียร์เพียง 2 ลูกเท่านั้นที่นำมาใช้ในประวัติศาสตร์การทำสงคราม

การทิ้งระเบิดทั้ง 2 ครั้ง ทำให้มีผู้เสียชีวิตที่ฮิโรชิมะ 140,000 คนและที่นางาซากิ 80,000 คนโดยนับถึงปลายปี พ.ศ. 2488 จำนวนคนที่เสียชีวิตทันทีในวันที่ระเบิดลงมีจำนวนประมาณครึ่งหนึ่งของจำนวนที่กล่าวนี้ และในระยะต่อมาก็ยังมีผู้เสียชีวิตด้วยการบาดเจ็บหรือจากการรับกัมมันตรังสีที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากการระเบิดอีกนับหมื่นคน ผู้เสียชีวิตเกือบทั้งหมดในทั้ง 2 เมืองเป็นพลเรือน

หลังการทิ้งระเบิดลูกที่สองเป็นเวลา 6 วัน ญี่ปุ่นประกาศตกลงยอมแพ้สงครามต่อฝ่ายพันธมิตรเมื่อวันที่ 15 สิงหาคม พ.ศ. 2488 และลงนามในตราสารประกาศยอมแพ้สงครามมหาสมุทรแปซิฟิกที่นับเป็นการยุติสงครามโลกครั้งที่สอง อย่างเป็นทางการในวันที่ 2 กันยายน พ.ศ. 2488 (นาซีเยอรมนีลงนามตราสารประกาศยอมแพ้และยุติสงครามโลกครั้งที่สองในทวีปยุโรปอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2488) การทิ้งระเบิดทั้งสองลูกดังกล่าวมีส่วนทำให้ประเทศญี่ปุ่นต้องยอมรับหลักการ 3 ข้อว่าด้วยการห้ามมีอาวุธนิวเคลียร์