การยอมจำนนของญี่ปุ่น
โครงการแมนแฮตตัน

บทความหลัก: โครงการแมนแฮตตัน
หลังการวิจัยศึกษาหลายปี ประธานาธิบดี แฟรงกลิน ดี. โรสเวลต์ อนุมัติให้เริ่มโครงการสร้างระเบิดปรมาณูขนาดมหึมาลับสุดยอดใน ค.ศ. 1942 โครงการแมนแฮตตัน โดยการกำกับดูแลของ พลตรี เลสลี อาร์. โกรฟส์ จูเนียร์ ได้ทำให้เกิดการว่าจ้างงานชาวอเมริกันหลายแสนคนตามโรงงานลับต่าง ๆ ทั่วสหรัฐ และเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1945 มีการทดลองใช้ระเบิดอาวุธต้นแบบแรกในการทดสอบนิวเคลียร์ทรินิตี
เมื่อโครงการใกล้แล้วเสร็จ เหล่านักวางแผนอเมริกันเริ่มพิจารณาการใช้ระเบิด ในช่วงแรก มีการสันนิษฐานว่าจะจัดสรรอาวุธปรมาณูชุดแรกไปใช้ต่อต้านเยอรมนีและเพื่อให้เป็นไปตามยุทธศาสตร์ภาพใหญ่ของฝ่ายสัมพันธมิตรที่จะต้องคว้าชัยชนะในยุโรปก่อน อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้สูงว่าเยอรมนีอาจพ่ายแพ้ให้กับฝ่ายสัมพันธมิตรก่อนระเบิดจะพร้อมใช้ โกรฟส์ตั้งคณะกรรมการเพื่อจัดทำรายชื่อเป้าหมายขึ้นตามที่ได้ประชุมกันในเดือนเมษายนและเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1945 หนึ่งในหลักเกณฑ์หลักคือ เมืองเป้าหมายจะต้องไม่เคยได้รับความเสียหายจากระเบิดตามแบบ (conventional bombing) มาก่อน เพื่อให้การประเมินความเสียหายที่เกิดขึ้นจากระเบิดปรมาณูนั้นมีความแม่นยำ รายชื่อของคณะกรรมการประกอบด้วยเมืองญี่ปุ่น 18 เมือง โดย เกียวโต, ฮิโรชิมะ, โยโกฮามะ, โคกูระ และ นีงาตะ เป็นเมืองที่คณะกรรมการให้ความสนใจ ท้ายที่สุด มีการนำเกียวโตออกจากรายชื่อตามคำยืนยันของรัฐมนตรีการสงคราม เฮนรี แอล. สติมสัน ซึ่งเคยเยือนเมืองนี้เมื่อครั้งไปดื่มน้ำผึ้งพระจันทร์และได้รู้ถึงความสำคัญทางวัฒนธรรมและประวัติศาสตร์ของเกียวโต
แม้รองประธานาธิบดีคนก่อน เฮนรี เอ. วอลลิซ มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการแมนแฮตตันตั้งแต่แรก สติมสันไม่ได้สรุปภาพรวมโครงการโดยย่อให้ แฮร์รี เอส. ทรูแมน ผู้สืบทอดตำแหน่งของวอลลิซ จนถึงวันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 1945 สิบเอ็ดวันให้หลังเขาขึ้นดำรงตำแหน่งประธานาธิบดีแทนโรสเวลต์ที่ถึงแก่อสัญกรรมเมื่อวันที่ 12 เมษายน ค.ศ. 1945 เมื่อวันที่ 2 พฤษภาคม ค.ศ. 1945 ทรูแมนอนุมัติการจัดตั้งคณะกรรมการชั่วคราว (Interim Committee) ซึ่งเป็นกลุ่มผู้ให้คำแนะนำที่มีหน้าที่นำเสนอรายงานเกี่ยวกับระเบิดปรมาณู คณะกรรมการประกอบด้วย สติมสัน, เจมส์ เอฟ. เบินส์, จอร์จ แอล. แฮร์ริสัน, แวนนีวาร์ บุช, เจมส์ ไบรอันต์ โคนันต์, คาร์ล เทย์เลอร์ คอมป์ตัน, วิลเลียม แอล. เคลย์ตัน และ แรล์ฟ ออสติน บาร์ด โดยคำแนะนำขององค์คณะวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย รอเบิร์ต ออปเพนไฮเมอร์, เอนรีโก แฟร์มี, เออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์ และ อาร์เทอร์ คอมป์ตัน ในรายงานผลวันที่ 1 มิถุนายน คณะกรรมการสรุปว่าระเบิดควรนำมาใช้ให้เร็วที่สุด และทิ้งลงบนโรงงานอาวุธสงครามที่มีบ้านพักคนงานล้อมรอบ อีกทั้งไม่ควรให้คำเตือนล่วงหน้าหรือแสดงแสนยานุภาพก่อนการใช้ระเบิดจริง
อำนาจของคณะกรรมการนี้ไม่รวมถึงอำนาจสั่งการให้ใช้ระเบิด หากแต่เป็นการคาดไว้อยู่แล้วว่าเมื่อสร้างแล้วเสร็จจะให้มีการใช้ระเบิด หลังการประท้วงของนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนร่วมในโครงการโดยยื่นรายงานของฟรังค์ให้แก่คณะกรรมการ จึงมีการพิจารณาการใช้ระเบิดใหม่อีกครั้งและขอรับคำแนะนำจากองค์คณะวิทยาศาสตร์ว่าควรมี "การแสดงแสนยานุภาพ" ของระเบิดก่อนการใช้จริงในสมรภูมิรบหรือไม่ ในการประชุมเมื่อวันที่ 21 มิถุนายน องค์คณะวิทยาศาสตร์เห็นพ้องว่าไม่มีทางเลือกอื่น
ทรูแมนมีบทบาทเพียงเล็กน้อยในการหารือเหล่านี้ ที่เมืองพ็อทซ์ดัม เขาหลงใหลได้ปลื้มกับรายงานผลการทดสอบทรินิตีที่สำเร็จลุล่วง และผู้คนรอบข้างสังเกตว่าเขามีทัศนคติของเขาเปลี่ยนไปในทางบวก โดยเชื่อว่าระเบิดจะทำให้เขามีอำนาจเหนือญี่ปุ่นและสหภาพโซเวียต นอกเหนือการสนับสนุนท่าทีของสติมสันในการนำเกียวโตออกจากรายชื่อเป้าหมาย (ในขณะที่ทหารพยายามผลักดันให้คงเป็นเป้าหมายเช่นเดิม) เขาไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องในการตัดสินใจใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ระเบิด ซึ่งตรงกันข้ามกับเรื่องราวที่เล่าซ้ำไปมาในเวลาต่อมา (รวมถึงการแต่งเติมของทรูแมนเอง)