Bomingen av Hiroshima ble etterfulgt av en ny bombing. Denne var opprinnelig satt til 11. august, men ble fremskyndet med to dager til 9. august på grunn av dårlig vær. Denne gangen ble atombomben Fat Man, fløyet av et B-29 , med Major Charles Sweeney som pilot. , fløyet av kaptein George Marquardt, var værrekognoseringsfly for Kokura, det primære målet. rapporterte om klart vær over Kokura, men da kom, var byen dekket i røyk fra branner etter den konvensjonelle bombingen av Yawata av 224 B-29 bombefly, dagen før. Etter tre mislykkede overflygninger, fløy videre til det sekundære målet, Nagasaki, hvor det slapp atombomben. I motsetning til bombingen av Hiroshima, ble bombingen av Nagasaki beskrevet som taktisk feilslått, selv om de traff målene som var satt. Mannskapet hadde rekke problemer under gjennomføringen, og hadde svært lite drivstoff da de landet på Yontan Airfield i Okinawa.