Klokken 2.45 neste dag tok Enola Gay av fra North Field i retning Hiroshima med Tibbets som fartøysjef. Tinian var omtrent miles ( km) fra Japan, så det tok seks timer å nå Hiroshima. Atombomben, kalt Little Boy, ble sluppet over Hiroshima 8.15 lokal tid. Tibbets erindret seinere at byen ble dekket av en høy soppformet sky etter at bomben var detonert.