广岛与长崎原子弹爆炸发生在第二次世界大战末期，美军在1945年8月6日与8月9日，分别在日本的广岛市与长崎市投下原子弹（核弹），这也是历史上人类第一次且唯一一次在战争中使用核武。

广岛与长崎原子弹爆炸后所产生的蕈状云

盟军在空袭日本多个月后，准备进行没落行动进攻日本本土。二战欧洲战场于1945年5月8日纳粹德国投降后结束，但是太平洋战争仍在持续。美国、中国与英国在1945年7月26日发表《波茨坦公告》要求日本无条件投降，但是日本政府并未作回应。美国考虑到如果登陆日本可能导致巨大的伤亡甚至导致苏联从北部登陆导致日本分裂。美国于是计划使用曼哈顿计划中成功制造的核武器，并分别于8月6日及9日在广岛与长崎投下小男孩原子弹及胖男孩原子弹。广岛约有90,000人—166,000人因核爆而死亡 ，长崎则有60,000人—80,000人死亡。

长崎遭受核弹轰炸后6天，也就是1945年8月15日，日本宣布投降，并在1945年9月2日签署《降伏文书》，象征第二次世界大战正式结束。影响所及导致日本政府于1967年宣布非核三原则，表明不拥有、不生产、不引进核武器。

太平洋战争到了1945年仍在持续当中，美军遭受到惨重的伤亡。从1944年6月至1945年6月间，大量美军战死。其中1944年12月达到最高峰，当月伤亡人数达到88,000人，尤其是在突出部之役中。

美军在这期间参予了马里亚纳群岛及帕劳战事、菲律宾战役与婆罗洲战役，布干维尔岛战役及艾塔佩－韦瓦克战役则一直持续到1945年8月份为止。盟军在1945年4月展开冲绳岛战役，战役是第二次世界大战太平洋战争中伤亡人数最多的战役，一直到6月份才结束。在这段期间，盟军与日军的死亡比率从菲律宾战役的1比5上升到冲绳岛战役的1比2。

509混合部队于1944年12月9日成立，1944年12月17日在犹他州温多弗空军基地（Wendover Air Force Base）正式运作，指挥官为保罗·蒂贝茨上校。蒂贝茨上校组织和指挥轰炸大队，发展核子武器准备使用在德国与日本上。因为该组飞行中队由轰炸机及运输机组成，所以该组织被称为“混合”单位，而不是“轰炸”单位。

蒂贝茨上校也参与新墨西哥州洛斯阿拉莫斯罗沙拉摩斯实验室的曼哈顿计划，他选择在温多弗建立训练基地，并非堪萨斯州的大本德及爱达荷州的芒廷霍姆，主要因为它的位置相当偏僻^[32]。1944年9月10日，一架B-29超级堡垒轰炸机从内布拉斯加州费尔蒙特空军基地（Fairmont Army Air Base）的504轰炸小组抵达温多弗的393轰炸中队。当其部署在马里亚纳群岛，在1944年11月上旬。该中队被直接受到第二空军管辖，直到509混合部队成立为止。320部队运输机中队因为其工作为高度机密，所以成为509混合部队的一部分。509混合部队需要运输工具来移动人员及物资，所以成立一个绰号“大黄蜂线”的特殊单位。

美国陆军参谋长乔治·马歇尔上将，要求阿拉莫斯提名具体的轰炸目标，并由他本人和美国战争部长亨利·刘易斯·史汀生来批准。阿拉莫斯于是在1945年4月成立一个目标选定委员会，由他本人主持，成员包括他的副手托马斯·法雷尔（Thomas Farrell）准将、约翰·A·德里上校、威廉·P·费希尔、乔伊斯·C·贝尔斯登与美国空军大卫·M·丹尼森和曼哈顿计划科学家约翰·冯·诺伊曼、罗伯特·威尔逊和威廉·C·彭尼（William Penney）等人组成。目标选定委员会于4月27日集合，并在5月10日于洛斯阿拉莫斯国家实验室与科学家和技术人员讨论。最后目标选定委员会在5月28日于华盛顿举行，由保罗·蒂贝茨上校以及指挥官弗雷德里克·L·阿什沃思（Frederick Lincoln "Dick" Ashworth）、曼哈顿计划的科学顾问理查德·C·托尔曼（Richard C. Tolman）进行简报。

1945年5月10日-11日间，目标委员会提出4个目标：

1. 京都市：AA级目标
2. 广岛市：AA级目标
3. 横滨市：A级目标
4. 小仓市（今属北九州市）：A级目标

1945年5月28日举行的第3次目标选定委员会将目标加入新潟市。小仓是日本最大的军火工厂之一、广岛是运输港口和工业中心，也是主要军事总部所在地、新潟是工业设备的，拥有钢铁及铝工厂与炼油厂、京都则是一个重要工业中心。目标的选择应符合以下标准：

• 目标直径超过3英里（4.8公里），是一个都会区的重要目标。
• 爆炸会造成有效的伤害。
• 目标直到1945年8月之前都未遭到空袭。“任何一个小型和严格的军事目标应位于一个容易受到爆炸破坏的大区域，避免不必要的风险。

7月26日，盟军领导人发表波茨坦宣言，提出日本投降条款。波茨坦宣言被视为最后通牒，并表示日本如果不肯投降，盟军将进攻日本本土，造成“日本军队不可避免且彻底的毁灭，日本本土一样无法避免遭到彻底破坏”。原子弹在公报中没有提及。日本报纸在7月28日报导该声明已遭到日本政府拒绝。首相铃木贯太郎这天下午于新闻发布会上宣布，波茨坦宣言是老调重弹，与开罗宣言没有两样，政府将故意忽视它^[42]。日本和外国报纸认为该声明明确拒绝接受波茨坦宣言。裕仁天皇正等待苏联对日本进行不表态的答复，所以没有采取任何行动来改变政府的立场。

根据1943年的魁北克协定，美国与英国同意核武器不会未经双方同意就对其他国家使用。1945年6月英国联合参谋团元帅亨利·梅特兰·威尔逊，第一代威尔逊男爵同意美国对日本使用核武器^[44]，并作为联合政策委员会的正式记录。美国总统杜鲁门在波茨坦请求英国首相温斯顿·丘吉尔代表英国同意美国向日本投下了原子弹。威廉·佩尼和伦纳·德柴抵达天宁岛，但是却发现柯蒂斯·李梅少将不让他们陪同。他们只能发送了一份措辞强烈的信号给威尔逊。