而順位第三目標則是長崎，長崎是位於九州島西部的一個港口和工業城市，同時也是日本最大的船舶製造和修配中心，由於生產海軍設備而成為重要的軍事中心。居民近三十萬人，以前曾遭受過五次較大規模的轟炸，但對於其的基礎設施破壞不大，而且由於長崎屬於穀地，被看為不適宜原子彈轟炸，隻作為第三預備目標。
美國人所提出的三個目標在宋雨航看來符合他的第一首選的就是廣島，在選擇轟炸目標的時候，美國軍方著重聽取了宋雨航的建議，畢竟地麵戰鬥要依靠中國遠征軍進行，使用原子彈隻不過是幫助中國遠征軍減少不必要的傷亡而已。
日本人罔顧四國的《波茨坦公告》，這一點讓盟國方麵大感顏麵受損，尤其《波茨坦公告》被日本人稱作美國式的小醜宣言，更是讓杜魯門不顧國內的反對聲音堅定了使用原子彈的決心，不過宋雨航一次性就將三顆全部使用掉，這一點倒是讓杜魯門無比震驚。
畢竟杜魯門是了解原子彈威力的，杜魯門一廂情願的相信在宋雨航的眼中，原子彈不過是威力體積巨大的炸彈而已，如果可能的話，杜魯門真想看看宋雨航麵對原子彈爆炸時候的驚訝表情。
9月29日淩晨，美軍的神奈、琦玉、廣島三個機組的先譴氣象偵察機提前1小時從提尼安基地升空，分別飛抵廣島、神奈、琦玉上空進行偵查，蒂貝茨上校駕駛“埃諾拉.蓋伊”號，於當地時間2點45分起飛，斯韋尼少校和馬誇特上尉駕機尾隨其後。“埃諾拉.蓋伊”號安全升空後，隨機核武器專家帕森海軍上校從座艙爬進彈艙，給代號“小男孩”的核彈安裝“槍法”引爆裝置，使它進入了戰鬥裝態。
隨後飛機以每小時300公裏的巡航速度，在戰鬥機的護航和嚴格無線電靜默的情況下，於5點45分飛抵硫磺島上空，組成三角形編隊，向西北方向繼續飛行。2個多小時後，它們爬升至10000米高空，以每小時525公裏的航速，神不知鬼不覺地向日本飛去。
當蒂貝茨上校的機組飛抵神奈上空的時候，地麵的日軍部隊並未過於驚慌，最近頻繁密集的轟炸已經讓日軍官兵大部分十分麻木了，尤其出現的美機數量簡直少得可憐，甚至還有個別高射炮開炮射擊。
蒂貝茨上校抑製住自己激動的神情，清了請嗓子下達命令道：“注意，全體人員戴上防護鏡，各就各位，做好最後準備。”蒂貝茨提醒他的同伴注意保護自己的視力。
8點15分，神奈組抵達目標瞄準點上空，觀測機上的測量操作手做好了測量準備，原子彈裝載機上的投彈手向各機發出了30秒投彈準備信號，並打開了彈艙門。
信號一結束，“小男孩”跳出彈艙，此時，斯韋尼少校在蒂貝茨座機的右翼，間隔至多10公尺左右，他親眼目睹了“小男孩”離開彈艙的身影，它是為了民主和自由而去的，就好像一隻斷了線的風箏，不管它工作與否一切都已經無法挽回了，如果工作正常，它可能將戰爭結束，斯韋尼少校在暗暗的祈禱。
蒂貝茨和他的僚機在做完這一切之後，立即調轉機頭，全速撤離投彈現場區域領空範圍。
帶有曆史意義的“小男孩”像一個幽靈一般，三色的降落傘的作用下徐徐下降，53秒後，溫順的它突然凶相畢露，一聲驚天動地的巨響，神奈縣上空出現了一個五光十色、光芒四射的火球，隨之巨大的蘑菇煙雲衝天而起，整個神奈地區彌漫起了一股煙塵，煙塵伴隨著衝擊波快速的吞沒了一切。
隨著桔紅色的火焰在收縮，原子彈在爆炸的一瞬間，不僅釋放的能量巨大，而且核反應過程非常迅速，微秒級的時間內即可完成。爆炸瞬間會形成極高的溫度，加熱並壓縮周圍空氣使之急速膨脹，產生高壓衝擊波，並且在空中形成壯觀蘑菇雲景象。
阿南惟幾留在這個世界上的最後一絲概念就是一道閃光，他的反攻計劃，他聚集在一起的幾十萬大軍，連同他的陸軍大臣的寶座，一同灰飛煙滅了。
17分鍾後，林斯曼上校的琦玉組將“胖子”投在了琦玉縣方向，同樣的猛烈爆炸，同樣的炙熱的衝擊波，在爆炸中心範圍二公裏內的人畜幾乎在微秒之間就被直接汽化了，距離爆炸中心較遠的也被嚴重燒傷，由於神奈同琦玉都是比較平坦的地形，所以波及之廣也是大出之前評估預料的。
上午9點39分，廣島地區日軍第二軍總司令部發出防空警報，但是由於美軍偵察機迅速離去，10點半解出警報。
廣島市內車來人往，絡繹不絕，就在這人們感到太平無事的時刻，艾森上校的廣島組接到前方氣象偵察機發回的電訊，廣島上空的雲量為“二”，“目標清楚”，完全適於目視轟炸預訂的主要目標，艾森上校當機立斷，實施原計劃第一方案：轟炸廣島。