فجرت الولايات المتحدة قنبلتين ذريتين فوق مدينتي هيروشيما وناغازاكي اليابانيتين في 6 و 9 أغسطس 1945 ، على التوالي. وأسفر التفجيران عن مقتل ما بين 129 ألفًا و 226 ألف شخص ، معظمهم من المدنيين ، وما زال الاستخدام الوحيد للأسلحة النووية في النزاعات المسلحة.

في العام الأخير من الحرب العالمية الثانية ، استعد الحلفاء لغزو مكلف للبر الرئيسي الياباني. سبق هذا التعهد حملة تقليدية وقنابل حارقة دمرت 64 مدينة يابانية. انتهت الحرب في أوروبا عندما استسلمت ألمانيا في 8 مايو 1945 ، ووجه الحلفاء انتباههم الكامل إلى حرب المحيط الهادئ. بحلول يوليو 1945 ، أنتج مشروع مانهاتن للحلفاء نوعين من القنابل الذرية: "فات مان" ، وهو سلاح نووي من نوع البلوتونيوم الداخلي. و "ليتل بوي" ، وهو سلاح انشطاري من نوع مدفع اليورانيوم المخصب. تم تدريب المجموعة 509 من القوات الجوية للجيش الأمريكي وتجهيزها بنسخة Silverplate المتخصصة من Boeing B-29 Superfortress ، وتم نشرها في Tinian في جزر ماريانا. دعا الحلفاء إلى الاستسلام غير المشروط للقوات المسلحة الإمبراطورية اليابانية في إعلان بوتسدام في 26 يوليو 1945 ، وكان البديل هو "التدمير الفوري والمطلق". اختارت الحكومة اليابانية تجاهل الإنذار.

تم الحصول على موافقة المملكة المتحدة على القصف ، كما هو مطلوب بموجب اتفاقية كيبيك ، وصدر أوامر في 25 يوليو من قبل الجنرال توماس هاندي ، القائم بأعمال رئيس أركان جيش الولايات المتحدة ، لاستخدام القنابل الذرية ضد هيروشيما ، كوكورا ، نيجاتا ، وناغازاكي. تم اختيار هذه الأهداف لأنها كانت مناطق حضرية كبيرة تضم أيضًا منشآت عسكرية مهمة. في 6 أغسطس ، تم إسقاط طفل صغير على هيروشيما ، حيث كرر رئيس الوزراء سوزوكي التزام الحكومة اليابانية بتجاهل مطالب الحلفاء والقتال. بعد ثلاثة أيام ، تم إسقاط رجل سمين على ناغازاكي. خلال الشهرين إلى الأربعة أشهر التالية ، قتلت آثار القصف الذري ما بين 90.000 و 146.000 شخص في هيروشيما و 39.000 إلى 80.000 شخص في ناجازاكي ؛ ما يقرب من نصف حدث في اليوم الأول. لعدة أشهر بعد ذلك ، استمر العديد من الأشخاص في الوفاة من آثار الحروق والأمراض الإشعاعية والإصابات ، بالإضافة إلى المرض وسوء التغذية. على الرغم من وجود حامية عسكرية كبيرة في هيروشيما ، كان معظم القتلى من المدنيين.

استسلمت اليابان للحلفاء في 15 أغسطس ، بعد ستة أيام من إعلان الاتحاد السوفيتي الحرب وقصف ناغازاكي. وقعت الحكومة اليابانية على وثيقة الاستسلام في 2 سبتمبر ، مما أنهى الحرب فعليًا. لقد درس العلماء على نطاق واسع آثار التفجيرات على الطابع الاجتماعي والسياسي لتاريخ العالم اللاحق والثقافة الشعبية ، ولا يزال هناك الكثير من الجدل حول التبرير الأخلاقي والقانوني للتفجيرات. يعتقد المؤيدون أن القصف النووي كان ضروريًا لإنهاء الحرب بسرعة بأقل عدد من الضحايا ؛ يجادل النقاد في كيفية إخضاع الحكومة اليابانية للاستسلام ، ويسلطون الضوء على الآثار المعنوية والأخلاقية للأسلحة النووية والوفيات التي تسببت في مقتل المدنيين.

في ليلة 9/10 مارس 1945 ، شنت القوات الجوية للجيش الأمريكي (USAAF) غارة مدمرة بالقنابل الحارقة على العاصمة اليابانية طوكيو. تمت تسمية هذا الهجوم باسم عملية Meetinghouse بواسطة USAAF ويُعرف باسم غارة طوكيو الجوية الكبرى في اليابان. أسقطت القنابل من 279 قاذفة ثقيلة من طراز Boeing B-29 Superfortress أحرقت معظم شرق طوكيو. قُتل أكثر من 90.000 وربما أكثر من 100.000 ياباني ، معظمهم من المدنيين ، وتشريد مليون شخص ، مما جعله الهجوم الجوي الأكثر تدميراً في تاريخ البشرية. أثبتت الدفاعات اليابانية الجوية والمدنية أنها غير كافية إلى حد كبير ؛ فقدت 14 طائرة أمريكية و 96 طيارا.

كان الهجوم على طوكيو بمثابة تكثيف للغارات الجوية على اليابان التي بدأت في يونيو 1944. قبل هذه العملية ، ركزت القوات الجوية الأمريكية على حملة قصف دقيق ضد المنشآت الصناعية اليابانية. كانت هذه الهجمات بشكل عام غير ناجحة ، مما ساهم في قرار التحول إلى إلقاء قنابل حارقة. كانت العملية خلال الساعات الأولى من يوم 10 مارس أول غارة كبرى بالقنابل الحارقة ضد مدينة يابانية ، واستخدمت وحدات القوات الجوية الأمريكية تكتيكات مختلفة بشكل كبير عن تلك المستخدمة في الغارات الدقيقة ، بما في ذلك القصف ليلاً مع تحليق الطائرات على ارتفاعات منخفضة. أدى الدمار الشامل الناجم عن الغارة إلى أن تصبح هذه التكتيكات معيارًا لطائرات B-29 التابعة للقوات الجوية الأمريكية حتى نهاية الحرب.

كان هناك نقاش طويل الأمد حول أخلاقيات إلقاء القنابل الحارقة في طوكيو في 10 مارس / آذار. غالبًا ما يُستشهد بالغارة كمثال رئيسي في انتقاد حملات القصف الإستراتيجية للحلفاء ، حيث يجادل العديد من المؤرخين والمعلقين بأنه من غير المقبول أن تستهدف القوات الجوية الأمريكية المدنيين عمداً ، ويقول المؤرخون الآخرون إن القوات الجوية الأمريكية ليس لديها خيار سوى تغيير تكتيكات قصف المنطقة بالنظر إلى فشل حملة القصف الدقيق. من المسلم به عمومًا أن التكتيكات المستخدمة ضد طوكيو وفي غارات لاحقة مماثلة كانت ناجحة عسكريًا. تم إحياء ذكرى الهجوم في نصبين رسميين والعديد من النصب التذكارية في الحي ومتحف يديره القطاع الخاص.