积云覆盖了1,800公尺至2,400公尺的高空。高空轰炸人员迦米特·毗汉陆军上尉在11时1分在积云的空隙中窥探到长崎市的街道，胖子原子弹随后被投下。原子弹沿着抛物线落下，在大约1分钟之后（即上午11时02分），在距离长崎市内城区中心以北三公里的别墅网球场（松山町171区）上空503公尺处爆炸。长崎的中心区域由于与爆炸中心相距约三公里，而且有金毘罗山等山脉遮蔽，因此除了不受遮蔽的湾岸地区以外，受损较轻微。爆炸产生的高温估计为3,900°C（7,050°F），引起每小时1,005公里（624英里）的风。爆炸