Mesto bolo terčom jadrového útoku USA tri dni po Hirošime. Pôvodným cieľom bomby s názvom Fat Man (Tlsťoch) bolo mesto Kokura, kým Nagasaki iba náhradným. Keď však stroj s náložou priletel ku Kokure, mesto zahaľovali mraky. Pre nedostatok paliva nemohol čakať na zlepšenie počasia a zamieril preto k Nagasaki. Po 43-sekundovom páde bomba explodovala takmer 500 metrov nad mestom. Odhaduje sa, že výbuch vyvolal teplotu 3 900 stupňov Celzia a tlakovú vlnu s rýchlosťou viac ako tisíc kilometrov za hodinu. Na mieste zomrelo najmenej 40-tisíc ľudí, celkový počet obetí sa odhaľuje na dvojnásobok. Japonci dodnes používajú vyraz „šťastie z Kokury“ pri situáciách, keď sa vyhnú veľkému nebezpečenstvu.
Spojené štáty deklarovali, že cieľom ich konania bolo predísť ďalším vojnovým obetiam a nevypočítateľným útokom krajiny vychádzajúceho slnka, ktorá bola v rámci druhej svetovej vojny najväčším nepriateľom USA. Tokio napokon 15. augusta kapitulovalo, čím sa vojna definitívne skončila. Japonsko je dodnes jedinou krajinou, ktorá sa stala terčom jadrových útokov.