במטרה לצאת מהמבוי הסתום אליו הגיעו, יזם סוזוקי, בעצה אחת עם הירוהיטו ואנשי המחנה היוני האחרים, ישיבה נוספת של המועצה שהתכנסה בשעות הלילה, הפעם בנוכחותו של הירוהיטו. הירוהיטו, שעל אף רצונו לסיים את המלחמה במהירות נטה לתמוך בטיעוניהם של הנצים, שוכנע לפני כן על ידי קידו לקבל את עמדתם של אנשי המחנה היוני. כשעתיים לאחר תחילת הישיבה, שבר הירוהיטו את שתיקתו הטקסית ובקול שקט אך נרגש הכריז כי הוא מצדד במחנה היוני. הירוהיטו נימק את החלטתו באומרו כי המשך המלחמה, בייחוד לנוכח השימוש בפצצות האטום על ידי ארצות הברית, יביא לסבל חסר תוחלת לאזרחי יפן ולהרס המדינה. ב-10 באוגוסט העביר משרד החוץ היפני הודעה לממשל האמריקאי על הסכמתה של יפן להיכנע בתנאי שמעמדו של מוסד הקיסרות והירוהיטו בפרט יישמרו.
ב-12 באוגוסט עדכן הירוהיטו את משפחתו על החלטתו להביא לכניעתה של יפן. הנסיך אסאקה, דודו של הירוהיטו, שאל בתגובה אם המלחמה תימשך אם האמריקאים לא יסכימו לשמר את מוסד הקיסרות. על כך ענה הירוהיטו בפשטות: "כמובן". לאחר שהאמריקאים הצהירו כי במקרה של כניעה יפנית, הקיסר יישאר בתפקידו אך סמכויותיו יהיו כפופות למפקד העליון של כוחות הברית, ראה בכך הירוהיטו כהסכמה לשמר את מוסד הקיסרות, וב-14 באוגוסט הקליט הודעת רדיו לעם היפני בה הודיע על החלטתו להיכנע. ניסיון אחרון מצד אנשי משרד המלחמה, בשיתוף פעולה עם חלק מאנשי המשמר הקיסרי, לבצע הפיכה כדי למנוע את הכניעה כשל, והודעתו של הירוהיטו שודרה ביום שלמחרת.
בהודעתו, נימק הירוהיטו את החלטתו לקבל את תנאי הצהרת פוטסדאם ולהביא לסיום המלחמה בכך שזו לא התפתחה לטובתה של יפן. בדבריו התייחס הירוהיטו במפורש לפצצת האטום באומרו:
תוצאות הטלת פצצות האטום.
תגובה ציבורית, תעמולה וצנזורה.
במהלך המלחמה השתמש הממשל האמריקאי ברטוריקה חריפה ואמצעי תעמולה קיצוניים נגד יפן. התעמולה האמריקאית כללה עשיית דה-הומניזציה ליפנים באמצעות הצגתם כקופים וכתתי-אדם. הרגשות השליליים בקרב הציבור האמריקאי נגד יפן היו כה גדולים, שנציגים בריטים טענו כי האמריקאים רואים ביפנים "שרצים חסרי שם" ובסקר שבוצע בארצות הברית בסוף שנת 1944 שבו שאלו הסוקרים "מה יש לעשות עם יפן כמדינה לאחר המלחמה?", נמצא כי כ-13% מהציבור תמכו בחיסולם המלא של כל הגברים, הנשים והילדים היפנים. סקר אחר שבוצע בסוף 1945, חודשים ספורים לאחר הטלת פצצות האטום על יפן, מצא כי קרוב ל-23% מהציבור האמריקאי קיווה לראות פצצות אטום נוספות מוטלות על המדינה.
בקרב אנשי פרויקט מנהטן נצפו תגובות חיוביות להטלת פצצות האטום. בולט במיוחד היה אופנהיימר, שקפץ את אגרופיו משמחה לקול מחיאות הכפיים של שאר מדעני הפרויקט, לאחר שהתקבל אישור לכך שפצצת האטום "ילד קטן" התפוצצה בהצלחה על הירושימה. אוטו פריש, אחד מהמדענים שעבדו בפרויקט, הגיב מאוחר יותר להתרוממות הרוח של עמיתיו במילים: הפיזיקאי לאו סילארד, שחזה את תופעת תגובת השרשרת הגרעינית אשר נמצאת בבסיסה של פצצת אטום, ונמנה עם הדוחפים להקמת פרויקט מנהטן, אמר על הטלת הפצצה כי: . הכס הקדוש הגיב להפצצה בעיתון "ל'אוסרווטורה רומאנו" בהבעת צער על כך שממציאי הפצצה לא הרסו את הפצצה לטובת האנושות.
אחרים הגיבו בצורה מעורבת. הסופר הרברט ג'ורג' ולס, שבספרו משנת 1913 "העולם יוצא לחופשי" ("The World Set Free") חזה את המצאת פצצת האטום, אמר על ההפצצות: . יואכים פון ריבנטרופ, פושע מלחמה שהיה מראשי המשטר הנאצי בגרמניה, הגיב בעודו נתון במעצר בידי בעלות הברית בדומה לוולס, ואמר: .
התגובות להטלת פצצות האטום הגיעו על רקע צנזורה כבדה על תמונות מהירושימה ומנגסאקי שהוטלה על ידי הממשל האמריקאי. אי לכך, בחודשים הראשונים שלאחר הטלת הפצצות, הרבו כלי תקשורת בכל העולם להציג בעיקר תמונות של פטריות העשן הגדולות מעל הערים ונמנעו מהצגת תמונות של גופות חרוכות ונפגעים שסבלו ממומים קשים. וילפרד בורשט האוסטרלי, היה העיתונאי המערבי הראשון שהצליח להגיע להירושימה לאחר הטלת פצצת האטום. בורשט הגיע לעיר לבדו ברכבת מטוקיו ב-2 בספטמבר 1945, ושהה בה יום אחד. הוא הצליח לעקוף את הצנזורה האמריקאית, ובכתבה שפרסם בעיתון דיילי אקספרס הבריטי תחת הכותרת "המגפה האטומית" ("The Atomic Plague") חשף לעולם לראשונה את ממדי ההרס בהירושימה ובמיוחד את השפעת הקרינה הרדיואקטיבית ממנה המשיכו לסבול הנפגעים כחודש לאחר הטלת פצצת האטום. כשהוא פותח במילים "אני כותב זאת כאזהרה לעולם", תיאר בורשט את הירושימה כעיר ש"כאילו עבר עליה מכבש קיטור מפלצתי ומחק את קיומה", ותושבים, שאף שלא סבלו מפציעות ניכרות לעין, שערותיהם נשרו, עורם כוסה בכתמים, הם סבלו מדימומים ומתו בייסורים קשים ממחלה מסתורית אותה הוא כינה "מגפה אטומית". כתבתו של בורשט עוררה סערה בעולם שכן היא עמדה בניגוד לנרטיב של הממשל האמריקאי באותה עת שהמעיט בממדי הנזק והנפגעים מההפצצות ודחה בתוקף טענות על השפעות קשות של הקרינה הרדיואקטיבית על הנפגעים. כתבה דומה של העיתונאי ג'ורג' וולר מטעם העיתון "שיקגו דיילי ניוז" שתמכה בעדותו של בורשט, לא אושרה לפרסום על ידי הצנזורה הצבאית. הצבא האמריקאי דחה את דבריו של בורשט על מחלה מסתורית שנובעת מהקרינה הרדיואקטיבית וטען כי הוא משמש כלי שרת בידי התעמולה היפנית. ויליאם לורנס, כתב לענייני מדע של עיתון "הניו יורק טיימס", שללא ידיעת הציבור באותה עת עבד גם בשירות הצבא והממשל האמריקאי, הצטרף לעמדת הצבא ודחה גם הוא את העדויות על מחלה מסתורית שנובעת מהקרינה הרדיואקטיבית. לורנס טען שעדויות אלה נועדו לפגוע במורל האמריקאי וכי .
בתחילת שנת 1946, שלח הצבא האמריקאי צוות צילום להירושימה ולנגסאקי כדי לתעד באופן רשמי את ההשפעה של הפצצות. חומרי הגלם אותם צילם הצוות נערכו לסרט דוקומנטרי באורך של כשלוש שעות בשם "ההשפעה של פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי" ("The Effects of the Atomic Bombs Against Hiroshima and Nagasaki"). הסרט הציג תמונות מבתי חולים בהן נראו ההשפעות הקשות של הפצצות על בני אדם, בניינים וכלי רכב שרופים ושורות ארוכות של גולגולות ועצמות הפזורות על האדמה. הסרט סווג כ"סודי" על ידי הצבא האמריקאי במשך 22 שנים, ולא הוצג לציבור הרחב באופן מלא עד עצם היום הזה.
פרסומם של תמונות וסרטים מהערים הירושימה ונגסאקי לאחר הטלת פצצות האטום וכן פרסומם של מחקרים מסוימים על השפעתן של הפצצות על בני אדם, המשיך להיות נתון לצנזורה כבדה לכל אורך תקופת הכיבוש האמריקאי של יפן. רמת הצנזורה ירדה משמעותית רק לאחר החתימה על חוזה סן פרנסיסקו בשנת 1951 שסיים באופן רשמי את הכיבוש האמריקאי של המדינה.
השפעות בריאותיות ארוכות טווח.
לפני הטלת פצצות האטום על יפן, היה ידוע מעט מאוד על ההשפעות ארוכות הטווח של הקרינה הרדיואקטיבית על גוף האדם. על מנת לחקור השפעות אלה על נפגעי פצצת האטום בהירושימה ובנגסאקי, הורה נשיא ארצות הברית, הארי טרומן, על הקמתה של הוועדה לנפגעי הפצצה האטומית (Atomic Bomb Casualty Commission). אחד המחקרים הראשונים של הוועדה התמקד בהיריונות שהתרחשו בקרב הנפגעות בשתי הערים, כאשר ההיריונות בעיר קורה, כ-30 קילומטר מהירושימה, שימשו כקבוצת הביקורת. המחקר עקב אחרי למעלה מ-75 אלף הריונות לאורך תקופה של שש שנים, ובסופו מצא כי מספר המומים המולדים לא היה גבוה באופן מובהק סטטיסטית בקרב נפגעי הטלת פצצות האטום ביחס לקבוצת הביקורת. הן הוועדה והן הקרן למחקר השפעות הרדיואקטיביות שירשה את תפקידה ב-1975, המשיכו לחקור את הלידות של מומים מולדים בקרב נפגעי פצצות האטום במשך מספר שנים, אולם לא מצאו כי אלה חורגים באופן מובהק סטטיסטית ביחס לאוכלוסייה הכללית. אף על פי כן, היסטוריונים שונים לאורך השנים טענו, ללא ביסוס מדעי, כי בקרב נפגעי הפצצות נרשמה כמות חריגה של מקרי מות עובר תוך רחמי, מומים מולדים ותמותת תינוקות.
מחקר נוסף, שהתמקד בתוחלת החיים של נפגעי הפצצות, מצא כי בשנת 2007 למעלה מ-90% מהילדים מתחת לגיל 10 שנפגעו מהפצצות היו עדיין בחיים. אף על פי כן, מחקר של "הקרן למחקר השפעות הרדיואקטיביות" מצא כי בין השנים 1950 ל-2000, כ-46% ממקרי המוות מלוקמיה ו-11% ממקרי המוות מסוגים אחרים של סרטן בקרב נפגעי הפצצות נבעו מהחשיפה לקרינה הרדיואקטיבית של הפצצות. בסך הכול, מצא המחקר כי כ-1,900 מקרי המוות מסרטן של נפגעי הפצצות ניתן לייחס לחשיפה לקרינה הרדיואקטיבית.
דעת הקהל ביפן ובארצות הברית.