在美國對日本使用原子彈的當天，華盛頓新聞媒體發布了原子彈的新聞公報和杜魯門總統關於原子彈的聲明：“6日投在廣島的原子彈，將對戰爭起到革命性變化。假如日本仍不接受投降的話，還將往其他的地方投擲”在美國廣播之後，日本陸、海軍統帥部始從廣島及吳鎮府兩地接到了有關新型炸彈的稍為詳細的報告。但在8月8日的日本各大報紙上登載日本大本營7日的通告中，決定暫不使用“原子彈”一詞，隻是說：“廣島由於遭受新型炸彈的轟炸，損失相當嚴重。”“這種炸彈並不可怕，我方有辦法對付”。日本政府仍然拒絕投降。從8月6日至8月8日，日本政府當局連內閣會議也未召開，原定召開的最高軍事會議也取消了，根本就沒有討論過出現原子彈的問題。他們所關心的焦點或者說寄希望的是8日夜間預定在莫斯科舉行的佐藤大使和莫洛托夫外長會談的結果。8月8日，蘇聯對日宣戰。9日零時，蘇軍從中國東北地區向日本關東軍發起總攻。上午10時30分，日本最高戰爭指導會議研究和與戰的問題。11時30分，美國又在長崎投下第二顆原子彈。當時長崎人口約27萬，當日死亡2.4萬餘人，受傷4.3萬餘人，總計6.7萬餘人，占長崎總人口的25%。
美國對日本使用原子彈和蘇聯參加對日作戰，加速了日本投降。8月6日下午，日本天皇麵諭東鄉外相：“敵方既然使用了這種武器，繼續戰爭越發不可能了。為爭取有利條件，不可錯過結束戰爭的時機”8月9日上午，日本最高戰爭指導會議召開，“致使天皇以及木戶內大臣、鈴木首相、東鄉外相、米內海相、近衛公、重光前外相和其他曆來支持早日停戰的要人更加堅定了決心，認為除迅速接受波茨坦公告以結束戰爭外，別無他法”8月10日，日本政府向美、英、中、蘇（通過瑞士和瑞典的外交渠道）發出照會，如果天皇地位不變，它準備接受波茨坦公告所列舉的條款。8月11自，經過磋商，盟國決定讓日本保留天皇，但天皇必須授權並保證日本政府及帝國大本營簽署為執行波茨坦公告所必需的投降條件，天皇和日本政府必須聽從盟國最高統帥的命令，並由美國國務院通過瑞士政府發出蘇、美、英、中對日本聲明的答複。8月15日，日本向全國播發了天皇接受波茨坦公告，實行無條件投降的詔書。
二戰結束後，世界各國對美國在即將走向失敗的日本使用原子彈褒貶不一。客觀公正地說，二戰進行到1945年7月時，日本法西斯已處於四麵楚歌，孤立無援的境地。中國戰場的持久抗戰，殲滅日軍100多萬人，並牢牢牽製了日本陸軍主力；美、英盟軍在太平洋戰場的反攻逼近日本本土，摧毀了日本的龐大海軍艦隊和空中力量，切斷了日本與南方的海上聯係，日本的戰時經濟遭到徹底破壞，國內各種矛盾日趨尖銳。日本軍國主義的徹底滅亡已指日可待，這是不容置疑的。但日本軍政首腦中的大多數人仍不甘心失敗，一直不放棄所謂進行日本“本土決戰”。因此，這時美國對日本投擲原子彈，加上蘇聯出兵對日作戰，不用說，它起到了加速日本政府作出迅速投降決定的作用。