В 8:15 утра по японскому стандартному времени «Малыш» был сброшен на Хиросиму. Тиббетс передал по внутренней связи: «Парни, мы только что сбросили первую атомную бомбу в истории».
«Малыш» взорвался в 600 метрах над двором госпиталя Сима, в 170 метрах от цели — моста Айой через реку Ота; сила взрыва была равна 12 500 тонн в тротиловом эквиваленте. В эпицентре ядерного взрыва немедленно возник огненный шар температурой 3000 градусов по Цельсию и диаметром 800 метров; у людей, оказавшихся внутри этого шара, «в долю секунды сварились внутренние органы, и они превратились в дымящиеся угли». По городским улицам, мостам и тротуарам были разбросаны тысячи таких кучек пепла. Мужчина, ждавший открытия банка, сидя на крыльце, испарился целиком, оставив после себя только тень на гранитных ступенях. Последовавшая за этим взрывная волна уничтожила тысячи домов, большинство из которых сгорело. Из 76 тысяч домов в Хиросиме были разрушены 70 тысяч. Огонь охватил весь город, пожирая все на своем пути. В наступившей ужасной тишине бесцельно бродили оставшиеся в живых люди, со многих слезала почерневшая от ожогов кожа. Некоторые отчаянно пытались разыскать своих пропавших близких. Река была запружена тысячами мертвых тел. Повсюду царили «колоссальная боль, страдание и ужас» — неслыханные и беспрецедентные. Затем на город обрушился черный дождь, полный радиоактивных частиц. Те, кто выжил при самом взрыве, вскоре начали умирать от лучевой болезни. Согласно одному исследованию, проведенному в Хиросиме и Нагасаки, при атомной бомбардировке мгновенно погибли 110 тысяч мирных жителей (в том числе 20 тысяч корейцев) и 20 тысяч солдат. К концу 1945 года умерли еще 140 тысяч человек.
6 августа, через четыре дня после отплытия из Плимута, когда Трумэн завтракал экипажем «Огасты», капитан Фрэнк Грэм, бывший дежурным офицером штурманской рубки, вручил ему следующую телеграмму: «Большая бомба сброшена на Хиросиму 5 августа в 19:15 по вашингтонскому времени. Первые сообщения говорят о полном успехе, который был даже большим, чем предшествовавшее испытание». Президент США ликовал. Он вскочил на ноги и пожал Грэму руку. «Капитан, — сказал он, — это величайшее событие в истории». Трумэн приказал Грэму сообщить эту новость Бирнсу, который завтракал за соседним столиком.
Бирнс прочел телеграмму и воскликнул: «Прекрасно! Прекрасно!» Через несколько минут была доставлена еще одна депеша, в которой говорилось о «видимых разрушениях, превосходивших результаты всех испытаний». Завладев вниманием членов экипажа, собравшихся в столовой, Трумэн возвестил: «Мы только что сбросили на Японию новую бомбу, мощность которой превышает 20 тысяч тонн тринитротолуола. Операция закончилась полным успехом!» Затем Трумэн с Бирнсом отправились в офицерскую кают-компанию, чтобы сообщить эти новости командованию «Огасты».
