Nhật Bản đầu hàng
Dự án Manhattan

Bài chi tiết: Dự án Manhattan
Sau nhiều năm nghiên cứu sơ bộ, Tổng thống Hoa Kỳ Franklin D. Roosevelt cho phép khởi động một dự án lớn, tuyệt mật để chế tạo bom nguyên tử vào năm 1942. Dự án Manhattan nằm dưới quyền chỉ đạo của Thiếu tướng Leslie R. Groves Jr. đã tuyển dụng hàng trăm nghìn công nhân Mỹ tại hàng chục cơ sở bí mật trên khắp đất nước, và đến ngày 16 tháng 7 năm 1945, vũ khí nguyên mẫu đầu tiên đã được kích nổ trong vụ thử nghiệm hạt nhân Trinity.
Khi dự án gần kết thúc, các nhà lập kế hoạch Mỹ bắt đầu cân nhắc việc sử dụng bom. Do chiến lược tổng thể của Đồng minh là đảm bảo chiến thắng cuối cùng trước tiên tại châu Âu, ban đầu người ta cho rằng vũ khí nguyên tử đầu tiên sẽ được phân bổ để sử dụng chống lại Đức. Tuy nhiên, đến lúc này tình thế ngày càng rõ ràng rằng Đức sẽ bị đánh bại trước khi có sẵn quả bom để sử dụng. Groves thành lập một ủy ban họp vào tháng 4 và tháng 5 năm 1945 để lập danh sách các mục tiêu. Một trong những tiêu chí hàng đầu là các thành phố mục tiêu chưa chịu hư hại do ném bom thông thường. Điều này sẽ cho phép đánh giá chính xác thiệt hại do bom nguyên tử gây ra. Danh sách của ủy ban bao gồm 18 thành phố của Nhật Bản. Đứng đầu danh sách là Kyoto, Hiroshima, Yokohama, Kokura và Niigata. Cuối cùng, Kyoto bị xóa khỏi danh sách theo yêu cầu của Bộ trưởng Chiến tranh Henry L. Stimson, ông từng đến thăm thành phố trong tuần trăng mật và biết tầm quan trọng về văn hóa và lịch sử của nơi này.
Mặc dù cựu Phó Tổng thống Henry A. Wallace tham gia vào Dự án Manhattan ngay từ đầu, người kế nhiệm ông là Harry S. Truman không được Stimson thông báo tóm tắt về dự án cho đến ngày 23 tháng 4 năm 1945, tức 11 ngày sau khi ông trở thành tổng thống do cái chết của Roosevelt. Vào ngày 2 tháng 5 năm 1945, Truman phê chuẩn việc thành lập Ủy ban Lâm thời, một nhóm cố vấn sẽ báo cáo về bom nguyên tử. Uỷ ban bao gồm Stimson, James F. Byrnes, George L. Harrison, Vannevar Bush, James Bryant Conant, Karl Taylor Compton, William L. Clayton và Ralph Austin Bard, được tư vấn bởi Hội đồng khoa học bao gồm Robert Oppenheimer, Enrico Fermi, Ernest Lawrence và Arthur Compton. Trong một báo cáo ngày 1 tháng 6, Ủy ban kết luận rằng quả bom nên được sử dụng càng sớm càng tốt để chống lại một nhà máy phục vụ chiến tranh có nhà của công nhân nằm bao quanh, và không nên thực hiện cảnh báo hay thao diễn nào.
Nhiệm vụ của ủy ban không bao gồm việc sử dụng quả bom—việc sử dụng nó sau khi hoàn thành là quá tự tin. Sau sự phản đối của các nhà khoa học tham gia dự án, dưới hình thức Báo cáo Franck, Ủy ban đã kiểm tra lại việc sử dụng quả bom, đặt câu hỏi cho Hội đồng khoa học về việc liệu có nên tiến hành "thao diễn" quả bom trước khi triển khai thực tế trên chiến trường. Trong cuộc họp ngày 21 tháng 6, Hội đồng khoa học khẳng định không có giải pháp thay thế nào.
Truman đóng vai trò rất nhỏ trong các cuộc thảo luận này. Tại Potsdam, ông bị mê hoặc bởi báo cáo về vụ thử nghiệm Trinity thành công, và những người xung quanh nhận thấy sự thay đổi tích cực trong thái độ của ông, tin rằng quả bom đã mang lại cho ông đòn bẩy với cả Nhật Bản và Liên Xô. Ngoài việc ủng hộ Stimson loại bỏ Kyoto khỏi danh sách mục tiêu (trong khi quân đội tiếp tục thúc đẩy để nơi này làm mục tiêu), ông không tham gia vào bất kỳ việc ra quyết định nào liên quan đến quả bom, trái ngược với những câu chuyện được kể lại sau này (bao gồm cả phần thêm vào của chính Truman).