爆心地から500メートル以内での被爆者では、即死および即日死の死亡率が約90パーセントを越え、500メートルから1キロメートル以内での被爆者では、即死および即日死の死亡率が約60から70パーセントに及んだ。さらに生き残った者も7日目までに約半数が死亡、次の7日間でさらに25パーセントが死亡していった。11月までの集計では、爆心地から500メートル以内での被爆者は98から99パーセントが死亡し、500メートルから1キロメートル以内での被爆者では、約90パーセントが死亡した。1945年（昭和20年）の8月から12月の間の被爆死亡者は、9万人ないし12万人と推定されている。原爆が投下された際に広島市内にはアメリカ軍の捕虜十数名が収容されていたが全員が被爆死している。このアメリカ軍捕虜は7月28日に呉軍港空襲を行って戦艦「榛名」に撃墜されたアメリカ陸軍航空隊のコンソリデーテッド・エアクラフトB-24爆撃機数機（タロア号、ロンサムレディ号、その他）の乗組員である。彼らは憲兵隊司令部がある広島市に移送された直後の被爆であった（広島原爆で被爆したアメリカ人参照）。
爆心地1キロメートル地点から見た爆心点は上空31度、2キロメートル地点で17度の角度となる。したがって野外にあっても運良く塀や建物などの遮蔽物の陰にいた者は熱線の直撃は避けられたが、そうでない大多数の者は、熱線を受け重度の火傷を負った。野外で建物疎開作業中の勤労奉仕市民や中学生・女学生らは隠れる間もなく大量の熱線をまともに受けた。勤労奉仕に来ていた生徒が全員死亡した学校もあった。屋内にいた者は熱線こそ免れたものの、爆風で吹き飛んだ大量のガラス片を浴びて重傷を負い、あるいは爆心地付近同様に倒壊家屋に閉じ込められたまま焼死した。
NHK広島放送局が1998年に日米の科学者などの協力のもと、核分裂爆発直後の放射線の発生、火球の成長、衝撃波・熱線の照射などの状況を再現した番組を制作した。
現在の広島の地図から名前が消えた中島地区（中島本町・材木町・天神町・元柳町・木挽町・中島新町）は、数千人の一般庶民が暮らす街であり、また広島の第一の歓楽街・繁華街であった。この地区は爆心地から500メートル以内にあり壊滅、唯一、RC建築の燃料会館（旧大正屋呉服店）だけが耐え残った。戦後、この地区は広島平和記念公園として整備され、燃料会館は全焼した内部を全面改築して公園のレストハウスとなり現在も残っている。
広島市は戦国時代の大名毛利輝元により太田川河口三角州に城下町として開かれて以来、中国地方の中心であり続けた。江戸時代には浅野藩の城下町として栄え、明治維新後は広島県県庁所在地となり、中国地方の経済的な中心地として発展していた。さらに広島高等師範学校・広島女子高等師範学校・広島文理科大学・広島工業専門学校・広島高等学校を有する学都でもあった。広島には軍都としての側面もあった。日清戦争時には前線に近い広島に大本営（広島大本営）が置かれ、また臨時帝国議会（第7回帝国議会）も広島で開かれるなど、一時的に首都機能が広島に移転されている。これを契機として、陸軍の施設が広島に多く置かれるようになった。広島城内には陸軍第五師団司令部、広島駅西に第二総軍司令部、その周囲には各部隊駐屯地等が配置された。すなわち当時、爆心地の北側はおよそ陸軍の施設で広く占められており、陸軍敷地南端より約200メートルに爆心地がある。また宇品港に置かれた陸軍船舶司令部は兵站上の重要な拠点であった。被爆当時の市中人口は約35万人と推定されている。内訳は、(1) 居住一般市民約29万人、(2) 軍関係約4万人、および (3) 市外から所用のため市内に入った者約2万人である。
14時58分、エノラ・ゲイ号は快晴のテニアン島の北飛行場に帰還し、戦略空軍総司令官カール・スパーツ少将から、ティベッツ大佐には栄誉十字章が、他の12人には銀星章が与えられた。その日は夕方から、第509混成部隊の将兵や科学者らによって、深夜まで盛大な祝賀パーティが催された。原爆投下時、撮影機はカラーフィルムで撮影していたが、テニアン島に帰還後、現像に失敗したためにその記録は失われた。そのため、爆発から約3分後にグレート・アーティストに搭乗した科学調査リーダー、ハロルド・アグニューにより8mmカメラによって撮影されたキノコ雲の映像が、世界初の都市への原爆投下をとらえた唯一の映像となっている。
メアリー・エリザベス・エイチェソンは1948年8月19日にアメリカ合衆国の首都であるワシントンD.C.にて、水道会社を経営するジョン・ケネス・エイチェソン・ジュニアと前の夫を第二次世界大戦で亡くしたマーガレット・アン・カールソン・オダム（1924–2001）の一人娘として生まれた。祖先にはイングランド人、スコットランド人、ドイツ人、スウェーデン人も含まれる。1952年に両親の離婚が成立し、バージニア州アーリントンにあるマーガレットの実家で育てられた。ニックネームの"ティッパー"は、幼少期にお気に入りだった子守唄「ティッパー、ティッパー、ティン（Tippy, Tippy, Tin）」より母親が名付けた。バージニア州アレクサンドリアに位置する民間の女子校、聖アグネス学院に入学したティッパーはバスケットボールとソフトボールとフィールドホッケーのチームでプレーし、ガールズバンド「ワイルドキャッツ」にも所属してドラムを担当した。1965年にアル・ゴアが通うワシントンD.C.の聖アルバンス学院のシニアプロムに参加して彼と出会い、二人はすぐに交際を開始した。高校を卒業したゴアはハーバード大学に進学し、ティッパーもガーランド短期大学に進学した。ティッパーはその後にボストン大学に転学した。1970年に同校で心理学の学士号を取得した彼女は心理学を追求して1975年にはジョージ・ピーボディ大学で修士号を取得した。翌1976年に夫のゴアが連邦議会を構成する議員の一人に選出されるまではテネシー州で新聞カメラマンとして働いた。