Atomipommit
Oli odotettavissa, että Japanin lopullisesta kukistamisesta tulisi kallis ja hidas operaatio, ja Japanin joukkojen vastarintahalu Iwo Jiman ja Okinawan taisteluissa vain vahvisti näitä odotuksia. Laadittiin suunnitelma operaatio Olympiasta, mutta epävirallinen arvio oletti, että operaatio voisi maksaa 500 000–1 000 000 amerikkalaissotilaan hengen. Sotilasjohtajat pitivät lukuja liioiteltuna, mutta tiesivät myös liiankin hyvin, miten silmittömästi japanilaiset puolustautuivat. Merisaarron ja Japanin kaupunkien pommitusten toivottiin tuovan saman tuloksen ilman varsinaista maihinnousua.
Ajatus oli taustalla päätöksessä, että maahan hyökättäisiin atomipommeilla. Suuri tutkijaryhmä oli kehittänyt käyttökelpoista pommia vuodesta 1942 lähtien. Tutkimusta tehtiin Usa:ssa koodinimellä Manhattan-projekti. Pommin kehittämiseen ja sen seurausten ymmärtämiseen tarvittava fysiikka oli todellisuutta vasta 1930-luvulla – vuonna 1939 atomipommin valmistus oli teoriassa mahdollista. Ongelma oli vain tuotannollinen. Isobritannialainen Maud-tutkimuskomitea kokoontui 1940 laatimaan raportteja mahdollisista atomipommeista. Komitea päätti heinäkuussa 1941, että pommi voitaisiin luultavasti valmistaa rikastetusta uraanista sodan aikana, ja lokakuussa Churchillin hallitus antoi luvan aloittaa. Britit aloittivat plutoniumtuotannon uraanista – sitä kehitettiin myöhemmin Usa:ssa ja käytettiin yhdessä pommeista.
Tällaisen pommin valmistamisen taloudelliset edellytykset osoittautuivat liian suuriksi briteille, ja kesäkuussa 1942 USA otti koko projektin vastuulleen. Brittitutkijat muuttivat Amerikkaan ja saivat työtä Robert Oppenheimerin johtamassa tutkijaryhmässä. Projektin kokonaiskustannukset olivat 2 miljardia dollaria, ja se antoi työpaikan 600 000 ihmiselle. Myöhäiskesällä 1945 plutoniumia ja rikastettua uraani-235:tä oli tuotettu tarpeeksi atomipommin testaamiseksi. Pommi laukaistiin Alamogordon lentotukikohdassa New Mexicossa, Usa:ssa 16. heinäkuuta 1945. Tieto ydinkokeesta lähetettiin Rooseveltin seuraajalle, presidentti Trumanille liittoutuneiden Potsdamin konferenssiin. Hän hyväksyi pommin käytön Japanin kaupunkeihin. Edelleenkään ei tiedetä, tehtiinkö päätös mahdollisen maihinnousun välttämiseksi, uuden teknologian testaamiseksi vai vaikutuksen tekemiseksi Neuvostoliittoon.
Japanissa oli vain muutamia kaupunkeja, joita Lemayn pommikoneet eivät olleet pommittaneet, joten ne valittiin uuden atomiaseen kokeilupaikaksi. Ensimmäinen pommi räjäytettiin Hiroshimassa aamulla 6. elokuuta 1945. Neljän
tonnin uraanipommi sai nimen "Little Boy", ja se kuljetettiin B-29-pommikoneessa Tinianin saarelta. Hiroshiman asukkaat olivat matkalla töihin kun se tapahtui – 13 neliökilometriä tuhoutui täysin, ja noin 120 000 ihmistä (40 % kaupungin asukkaista) kuoli. Useimmat kuolivat heti, mutta monet kuolivat myöhemmin jälkivaikutuksiin ja säteilyyn.
Toinen pommi lähti Tinianilta aamulla 9. elokuuta, ja sen alkuperäinen kohde oli Kokuran kaupunki. Kokuran taivas oli kuitenkin paksujen, tummien pilvien peitossa, ja lentomiehistö pudotti 4 600 kilon plutoniumpommin – Fat Manin – kakkoskohteeseen Nagasakiin. Kaupunki oli kukkuloiden ja harjanteiden ympäröimä, minkä vuoksi toisen räjähdyksen heijastusvaikutukset olivat pienemmät, mutta kuolleiden määrä nousi silti 74 000:een. Lisäksi 74 000 loukkaantui vakavasti, joten pommin uhreiksi päätyi yli 60 % kaupungin 270 000 asukkaasta. Kymmenentuhannet kärsivät myös pitkäaikaisvaikutuksista, jotka ilmaantuvat ihmisen altistuttua korkealle säteilylle.
Pommitus johti Japanissa aluksi epäuskoiseen reaktioon, mutta se vaihtui nopeasti peloksi uusia pommituksia kohtaan. Usa:lla ei todellisuudessa ollut syytä eikä mahdollisuuksia pudottaa useampia atomipommeja, mutta Japanin pääministeri kävi samana päivänä, jolloin Nagasakin pommitus tapahtui, keisari Hirohiton luona kuulemassa tämän mielipiteen mahdollisesta antautumisesta. Pommin uhkavaikutus neuvostoliittolaisiin jäi pienemmäksi kuin amerikkalaiset olivat toivoneet, lähinnä koska neuvostovakoojat olivat jo vuotaneet valtavasti tietoa Manhattan-projektista. Stalin määräsi pikaohjelman omien atomipommien kehittämiseksi, ja Neuvostoliitto teki ensimmäisen ydinkokeensa elokuussa 1949. USA oli silloin valmistanut 298 pommia.