מכיוון שהצבא היפני הפעיל פרויקט לפיתוח נשק גרעיני משלו, הבינו היפנים את האתגרים הרבים הכרוכים בבנייתה של פצצת אטום. מסיבה זו, אנשי ממשל וצבא יפנים רבים התקשו להאמין כי ארצות הברית הצליחה לבנות פצצה כזו. ב-7 באוגוסט, יום לאחר ההפצצה, ביקר בהירושימה ד"ר יושיאו נישינה, מבכירי מדעני האטום היפנים. נישינה סקר את נזקי ההפצצה ואישר כי הירושימה אכן נחרבה על ידי פצצת אטום. אף על פי כן, הוא העריך, בדומה למדעני אטום יפנים אחרים, כי ארצות הברית מחזיקה לכל היותר בשתי פצצות אטום מבצעיות נוספות. אדמירל סואמו טויודה, ראש המטה של הצי, היה שותף גם הוא להערכה זו וטען שאף אם ארצות הברית הצליחה ליצור פצצת אטום אחת, לא ייתכן שהיא ייצרה פצצות רבות כאלה נוספות. מסיבה זו, החליטו ראשי הצבא היפני לספוג גם את ההתקפות הגרעיניות הצפויות הבאות בהנחה שהם יגרמו נזק רב נוסף אולם יכולת הלחימה של הצבא היפני לא תשותק כתוצאה מכך. ארצות הברית שציפתה להערכה זו של היפנים תכננה מראש להטיל פצצת אטום נוספת זמן קצר לאחר הטלת פצצת האטום הראשונה, במטרה לשכנע את היפנים כי בידיה מלאי גדול של פצצות מסוג זה.
הטלת פצצת האטום על נגסאקי והכרזת המלחמה של ברית המועצות.
ב-9 באוגוסט, מספר דקות לאחר השעה חצות לפי שעון טוקיו, הפרה ברית המועצות את הסכם הנייטרליות ההדדי בינה לבין האימפריה היפנית, לאחר שכוחות רגלים, שריון ואוויר סובייטים פלשו למנצ'וקוו שבשליטת יפן במסגרת מבצע סערת אוגוסט. ארבע שעות לאחר מכן, קיבלו הרשויות היפניות בטוקיו הודעה על כך שברית המועצות הכריזה מלחמה על יפן.
המבצע הסובייטי נוהל כפעולת מלקחיים משולבת קלאסית. באגף המערבי התקדם הצבא האדום דרך מדבריות והרי מונגוליה, הרחק ממסילות הרכבת ששימשו אותו לצורך אספקה. היפנים הופתעו לחלוטין ממהלך זה, שסתר את הדרך בה ניתחו את המהלכים הצבאיים הסובייטים ולכן נמצאו בעמדות לא מבוצרות בעת המתקפה. הסובייטים התקדמו במהירות לתוך מנצ'וריה תוך שהם מביסים בקלות את חיילי צבא קאוונטנג. למעשה, התקדמותם של הסובייטים הייתה כה מהירה שחלק מהיחידות נעצרו רק לאחר שאזל להם הדלק. ב-18 באוגוסט פלשו הסובייטים גם לדרום האי סחלין. החיילים הסובייטים בסחלין קיבלו הוראות לחסל כל התנגדות יפנית על האי ולהיות מוכנים לפלושה להוקאידו, האי הצפוני ביותר ביפן, בתוך שבועיים לכל היותר. הכוחות היפניים בהוקאידו שהתכוננו לפלישת ארצות הברית, נמצאו בעמדות מבוצרות במזרח האי ולא היו מוכנים לפלישה סובייטית שתוכננה להגיע ממערב.
אנשי המועצה לניהול המלחמה הופתעו מהכרזת המלחמה של ברית המועצות שניפצה את תקוותם כי ניתן יהיה להגיע להסכם כניעה עם ארצות הברית בתנאים נוחים באמצעות תיווך סובייטי. בנוסף, הכרזת המלחמה של ברית המועצות והתקדמותו המהירה של הצבא האדום בתוך שטחה של האימפריה היפנית, הגדילה משמעותית את הלחץ עליהם. המודיעין היפני האמין כי פלישה של ארצות הברית לא תצא לדרך במשך חודשים רבים. מנגד, הכוחות הסובייטים יכלו לפלוש לאיים הראשיים של יפן בתוך 10 ימים. עובדה זו דרשה מחברי המועצה לניהול המלחמה לקבל החלטות מהירות לגבי המשך ניהולה של המלחמה. ההלם מהפלישה הסובייטית הצטרף להלם מהנזק העצום שגרמה פצצת האטום שהוטלה על הירושימה שלושה ימים לפני כן. "הלם כפול" זה השפיע עמוקות על מקבלי ההחלטות ביפן והביא להבנה בקרב רבים מהם, ובכללם גם ראש הממשלה קנטרו סוזוקי ושר החוץ שיגנורי טוגו, כי יש לסיים את המלחמה אף במחיר קבלת התנאים של הצהרת פוטסדאם. להבנה זו היה שותף גם הקיסר הירוהיטו. בבוקר ה-9 באוגוסט, זמן קצר לאחר הכרזת המלחמה של ברית המועצות על יפן, זימן הירוהיטו את קואיצ'י קידו, שומר חותם המלך ויועצו הקרוב, ודחק בו ללחוץ על חברי הממשלה היפנית למצוא דרך לסיים את המלחמה במהירות. קידו בתגובה שוחח עם סוזוקי שהבטיח לפעול לסיים את המלחמה במהירות האפשרית.
חברי המועצה העליונה לניהול המלחמה התכנסו באותו היום ודנו בשאלה אם להיכנע בפני בעלות הברית ובאילו תנאים. במהלך הישיבה, הגיעו אליהם דיווחים ראשונים על הטלת פצצת האטום על העיר נגסאקי. בקרב כל חברי המועצה הייתה תמימות דעים כי על כניעה של יפן לבוא רק בתנאי שבעלות הברית יתחייבו לשמר את מוסד הקיסרות (היפנים ראו בקיסר אל וכמנהיג העליון של האומה היפנית ועל כן הדחתו נחשבה למעשה בלתי נתפס בעיניהם). המחלוקת העיקרית נגעה לשלושת התנאים הנוספים אותם ביקשו להציב חלק מאנשי המועצה בפני ארצות הברית:
בעוד הנצים, בהובלתו של שר המלחמה קורצ'יקה אנאמי, תמכו בהצבת שלושת התנאים הנוספים, היונים, בהובלתו של סוזוקי, התנגדו לכך. אנאמי ותומכיו, ראש המטה של הצבא היפני, יושיג'ירו אומזו וראש המטה של הצי, סואמו טויודה, טענו כי לא ניתן יהיה לשמר את מוסד הקיסרות אם יפן תיכבש וצבאה יפורק על ידי גורם זר. מנגד, סוזוקי ותומכיו, טוגו ושר הימייה יונאי מיצומאסה, טענו כי הצבת שלושת התנאים הנוספים תמנע את האפשרות לסיים את המלחמה שכן במצב הנוכחי, ארצות הברית לעולם לא תסכים לסטות מעקרונות הצהרת פוטסדאם בצורה כה גסה. אנאמי בתגובה גרס כי אם ארצות הברית תדחה את ההצעה, יש להילחם בה בקרב הירואי על הגנת המולדת.
לאחר הטלת פצצת האטום על נגסאקי, פרסם טרומן הצהרה נוספת:
התערבותו של הקיסר וחילופי המסרים בין בעלות הברית ליפן.
קבינט המלחמה היפני התכנס בהרכב מלא ב-9 באוגוסט בשעה 14:30 ודן בהצעה להיכנע לבעלות הברית. חברי המועצה לניהול המלחמה הציגו את עמדת שני המחנות - זו של היונים שגובשה על ידי טוגו ובה תמכו סוזוקי ויונאי וזו של הנצים שגובשה על ידי אנאמי ובה תמכו אומזו וטויודה. אף על פי כן, אף מחנה לא הצליח לגבש רוב כאשר מחצית מחברי הקבינט תמכו בעמדת היונים והשאר תמכו בעמדת הנצים. במהלך הישיבה, הודיע אנאמי לנוכחים כי טייס שנשבה מצבא ארצות הברית, סיפר לחוקריו תחת עינויים כי ארצו מחזיקה במאה פצצות אטום וכי טוקיו וקיוטו יופצצו בתוך ימים ספורים. למעשה, הטייס המדובר, מרקוס מקדילדה, שיקר. לא היה לו שום ידע על פרויקט מנהטן והוא בחר לספר לחוקריו את מה שהוא חשב שהם רוצים לשמוע כדי שאלה יפסיקו לענות אותו. במציאות, החזיקה ארצות הברית באותה עת בשתי פצצות אטום מבצעיות בלבד כאשר הפצצה השלישית הייתה צפויה להיות מוכנה ב-19 באוגוסט והרביעית רק במהלך חודש ספטמבר. אף על פי כן, ארצות הברית אכן תכננה להטיל את פצצת האטום השלישית על טוקיו.
ישיבת הקבינט הסתיימה בשעה 17:30 ללא החלטה. ישיבה נוספת שהתקיימה באותו היום בין השעות 18:30 ל-22:00 הסתיימה גם היא ללא קבלת החלטה. בסיומה של הישיבה השנייה של הקבינט, נפגשו סוזוקי וטוגו עם הירוהיטו והציעו לו לקיים בדחיפות ישיבה מיוחדת של חברי הקבינט בנוכחותו. הירוהיטו הסכים והישיבה המיוחדת החלה מעט לפני חצות בארמון הקיסרי. עוד לפני כן, הצליח קידו, בעצה אחת עם סוזוקי וטוגו, לשכנע את הירוהיטו לתמוך בעמדתם של אנשי המחנה היוני. על כן, הישיבה המיוחדת נועדה לאפשר להירוהיטו לכפות, באופן חסר תקדים, את דעתו על הנוכחים ולהביא בכך ניצחון למחנה היוני.
בתחילת הישיבה, הקריא הירנומה קיאיצ'ירו, נשיא המועצה הקיסרית שהוזמן לישיבה במיוחד על ידי הירוהיטו, את הצהרת פוטסדאם. לאחר מכן, הציג סוזוקי שוב את עמדת המחנה היוני שקרא לקבל את ההצהרה, בתוספת התנאי שבעלות הברית יתחייבו לשמר את מוסד הקיסרות, בעוד אנאמי הציג את עמדת המחנה הנצי שקרא להציב את שלושת התנאים הנוספים. שאר חברי המועצה העליונה לניהול המלחמה הציגו איש איש את עמדתו כאשר גם הפעם, טוגו ויונאי תמכו בעמדתו של סוזוקי ואומזו וטויודה תמכו בעמדתו של אנאמי. זכות הדיבור עברה לקיאיצ'ירו שהציג את בעיות הפנים הקשות ששררו ביפן, כמו מחסור במזון, והדגיש את חוסר יכולתו של הצבא להמשיך ולהגן על המדינה.
הישיבה נגררה לדיון סוער נוסף, שבמהלכו חברי הקבינט שוב לא הצליחו להגיע להסכמה וכל צד המשיך להתבצר בעמדתו. בסופו של דבר, בשעה 2:00 בבוקר, קם סוזוקי ממקום מושבו, ותוך שאנאמי מפציר בו לחזור למקומו, הוא פנה להירוהיטו, השתחווה בפניו, וביקש ממנו להכריע בין שני המחנות. דממה מתוחה השתררה בישיבה. הירוהיטו המשיך לשבת במקומו אולם לאחר שניות ספורות הוא גחן קדימה, שבר את שתיקתו הטקסית והודיע שהוא מצדד במחנה היוני. הירוהיטו המשיך ואמר:
לאחר מכן תיאר הירוהיטו את הפער בין ההבטחות שניתנו לו על ידי הפיקוד הצבאי למציאות כשהוא נותן כדוגמה את ההבטחה לבנות ביצורים על חוף קוג'וקורי שבחבל קאנטו:
לאחר מכן התייחס במתכתב הירוהיטו מפורשת לעוצמת ההרס העצומה של פצצת האטום.
זמן קצר לאחר שסיים את דבריו, עזב הירוהיטו את הישיבה. סוזוקי מיד החל לדחוק בחברי הקבינט לקבל את רצונו של הקיסר והם הסכימו ללא היסוס. מספר שעות לאחר מכן, שלח משרד החוץ היפני מברק לבעלות הברית (דרך נציגי משרד החוץ השווייצרי) בו נכתב שיפן תהיה מוכנה לקבל את תנאי הצהרת פוטסדאם בתנאי שהדבר לא יפגע בסמכויותיו של הקיסר.
תגובת בעלות הברית והמשך הדיונים בקבינט המלחמה היפני.
תגובתן של בעלות הברית נוסחה על ידי ג'יימס פרנסיס ברנס, מזכיר המדינה של ארצות הברית ואושרה על ידי בריטניה, הרפובליקה הסינית וברית המועצות. התגובה נשלחה ליפנים (גם כן דרך משרד החוץ השווייצרי) ב-12 באוגוסט. בנוגע לשימור מעמדו של הקיסר, התנאי היחיד שהציבה יפן לכניעה, כתבו בעלות הברית: