8月6日清晨，美军B-29超级堡垒轰炸机“埃诺拉·盖伊”号从提尼安岛起飞，携带着“小男孩”——一枚4吨（8900磅）重的铀弹。
8时15分，小男孩从城市上空9400米（3.1万英尺）落下，自由坠落57秒后，一系列复杂的触发器寻找着离地600米（2000英尺）的预订高度目标。
起爆那一瞬，一个小型爆炸物启动了64公斤（141磅）铀的超临界物质。64公斤铀中，仅有0.7公斤（1.5磅）经过裂变，全部物质中，仅有600毫克被转换成能量——但这一爆炸能量将周围数英里内的一切东西烧焦，用巨大的冲击波将下面的城市夷为平地，点燃狂暴的火焰，将所有活着的东西置于致命辐射的沐浴下。
照片拍摄时，广岛上空的蘑菇云烟柱翻腾到2万英尺高，爆炸产生的烟尘已经扩散到烟柱底部1万英尺远的地方。
据统计，约七万人直接死于小男孩的原爆，大约同等数量的人受伤。随后再有大量的人死于核子尘埃放射引起的癌症。怀孕的母亲亦因为放射而出现流产，部分初生婴儿畸形发育。
截止到1999年，死于小男孩原子弹的直接袭击及核辐射伤害的人数总计已超过20万。1945年8月7日，原子弹爆炸一天后，日本广岛，烟雾笼罩着破坏的场面。据信将近8万人当场死亡，而到了1950年，约有另外6万名幸存者死于受伤和辐射。
广岛上空核爆炸灼热的热量烧焦了距离核弹爆心半英里远的这座横跨太田川桥梁的路面。被水泥柱子和栅栏遮挡住的区域没有损坏，在桥面上形成了永久的“阴影”。
1945年8月6日，广岛原子弹轰炸的幸存者接受军医的紧急处置。
