Serangan bom atom Hiroshima dan Nagasaki
Latar belakang > Persiapan penyerbuan Jepang

Artikel utama: Operasi Downfall
Sebelum Jerman Nazi menyerah tanggal 8 Mei 1945, sejumlah rencana disiapkan untuk operasi terbesar dalam Perang Pasifik, Operasi Downfall, yaitu penyerbuan Jepang. Operasi ini terbagi ke dalam dua bagian: Operasi Olympic dan Operasi Coronet. Keseluruhan operasi rencananya dimulai pada Oktober 1945. Olympic merupakan serangkaian pendaratan Angkatan Darat Keenam AS untuk mencaplok sepertiga wilayah dari pulau Jepang paling besar di bagian selatan, Kyūshū. Operasi Olympic dilanjutkan pada Maret 1946 oleh Operasi Coronet, pencaplokan Dataran Kantō, dekat Tokyo di Pulau Honshū, oleh Angkatan Darat Pertama, Kedelapan, dan Kesepuluh AS. Waktu tersebut dipilih agar semua sasaran Olympic tercapai, tentara bisa dikirimkan dari Eropa, dan musim dingin Jepang cepat usai.
Geografi Jepang membuat rencana invasi ini diketahui Jepang; mereka mampu memprediksi rencana invasi Sekutu secara akurat dan menyesuaikan rencana pertahanan mereka yaitu Operasi Ketsugō. Jepang merencanakan pertahanan Kyūshū secara habis-habisan tanpa menyisakan cadangan untuk operasi pertahanan selanjutnya. Empat divisi veteran ditarik dari Tentara Kwantung di Manchuria pada Maret 1945 untuk memperkuat pasukan di Jepang, dan 45 divisi baru diaktifkan antara bulan Februari dan Mei 1945. Sebagian besar divisi tersebut merupakan divisi imobil untuk pertahanan pesisir, tetapi 16 lainnya merupakan divisi mobil berpengalaman tinggi. Secara keseluruhan, 2,3 juta tentara Angkatan Darat Jepang disiapkan untuk mempertahankan pulau-pulau besar Jepang. Mereka dibantu oleh 28 juta milisi sipil pria dan wanita. Perkiraan korban bervariasi namun ditaksir sangat tinggi. Wakil Kepala Staf Umum Angkatan Laut Kekaisaran Jepang, Laksamana Madya Takijirō Ōnishi, memperkirakan bahwa jumlah warga Jepang yang tewas bisa mencapai 20 juta jiwa.
Penelitian yang dilakukan oleh Joint War Plans Committee, penyampai informasi perencanaan ke Kepala Staf Gabungan, memperkirakan bahwa Olympic akan memakan korban antara 130.000 sampai 220.000 tentara AS dengan 25.000 sampai 46.000 di antaranya gugur. Hasil penelitian disampaikan pada tanggal 15 Juni 1945 setelah adanya informasi dari hasil pendaratan di Okinawa. Penelitian tersebut menyoroti pertahanan Jepang yang lemah karena pemblokiran laut yang sangat efektif dan kampanye pengeboman oleh Amerika Serikat. Kepala Staf Angkatan Darat Amerika Serikat, Jenderal George Marshall, dan Komandan Angkatan darat di Pasifik, Jenderal Douglas MacArthur, menandatangani dokumen yang menyetujui perkiraan Joint War Plans Committee tersebut.
Amerika Serikat dikejutkan oleh penumpukan pasukan Jepang yang terlacak oleh intelijen Ultra. Menteri Perang Henry L. Stimson sangat khawatir dengan perkiraan jumlah korban tentara AS sehingga ia menugaskan Quincy Wright dan William Shockley untuk melakukan penelitian terpisah. Wright dan Shockley berbicara dengan Kolonel James McCormack dan Dean Rusk serta mempelajari perkiraan korban yang disampaikan Michael E. DeBakey dan Gilbert Beebe. Wright dan Shockley memperkirakan bahwa jumlah korban di sisi Sekutu bisa mencapai antara 1,7 dan 4 juta orang bila skenarionya seperti itu dengan 400.000 sampai 800.000 di antaranya gugur sedangkan korban di sisi Jepang bisa mencapai antara 5 sampai 10 juta orang.
Marshall mulai mempertimbangkan penggunaan senjata yang "sudah siap dipakai dan pasti mampu mengurangi jumlah tentara Amerika yang gugur": gas beracun. Fosgen, gas mustar, gas air mata, dan sianogen klorida dalam jumlah besar dipindahkan ke Luzon dari gudang senjata di Australia dan Nugini sebagai bagian dari persiapan Operasi Olympic. MacArthur menjamin bahwa satuan Chemical Warfare Service sudah terlatih untuk menggunakannya. Penggunaan senjata biologis di Jepang turut dipertimbangkan.