Ngày 10/5/1945, nhóm dự án phát triển bom hạt nhân của Mỹ tổ chức một cuộc họp đặc biệt để xác định địa điểm thử nghiệm sức hủy diệt của vũ khí này. Joyce C. Stearns, nhà khoa học đại diện của Không quân Mỹ, nêu ra 4 địa danh theo thứ tự ưu tiên gồm Kyoto, Hiroshima, Yokohama và Kokura, theo tư liệu của tờ The Atlatic.

Stearns lý giải: "Đây đều là những khu đô thị lớn, có thể bị ảnh hưởng đáng kể từ vụ nổ, và chúng sẽ không là mục tiêu tấn công của quân đội cho đến tháng 8". Một người nêu ý kiến về khả năng ném bom cung điện Nhật hoàng tại Tokyo. Nhiều ý kiến đồng tình, nhưng họ cho rằng kế hoạch này khó triển khai. Hơn nữa, "Tokyo đã là một vùng hoang tàn".

Thành phố Kyoto với dân số khoảng một triệu người đáp ứng hầu hết tiêu chí thử nghiệm. Hàng nghìn người dân đã sơ tán nên thiệt hại về con người có thể giảm đáng kể. "Tuy nhiên, tác động tâm lý sẽ rất lớn vì Kyoto còn là trung tâm văn hóa và tri thức của người dân Nhật Bản", Stearns phân tích. 

Cho đến tháng 6, Kyoto vẫn là mục tiêu hàng đầu trong danh sách tấn công dự kiến của Mỹ. Thành phố Kokura cũng vẫn được bảo lưu vì đây là một trong những nơi lưu trữ vũ khí, đạn dược lớn nhất của Nhật Bản. 

Tuy nhiên, Bộ trưởng Chiến tranh Henry Stimson chính là người kiên quyết ra lệnh loại trừ Kyoto ra khỏi danh sách. Ông và vợ từng đến thăm nơi này năm 1926. “Vụ đánh bom nhằm vào các mục tiêu quân sự chứ không phải tính mạng thường dân. Kyoto là ngôi nhà của nghệ thuật và chùa chiền”, ông Stimson nói. Vị bộ trưởng khẳng định, mục tiêu của mọi hoạt động đánh bom “phải tuân thủ luật chiến tranh” và chỉ nhằm vào các cứ điểm quân sự”. 

Theo BBC, Mỹ chọn Hiroshima làm mục tiêu vì thành phố này chưa từng bị máy bay Mỹ dội bom trong những vụ không kích bình thường trước đó. Do vậy, nó phù hợp để trở thành địa điểm để Mỹ thử nghiệm vũ khí hủy diệt mới. Hiroshima còn là một căn cứ quân sự quan trọng của Nhật Bản. 

Phe Đồng Minh lo ngại, mọi chiến dịch tấn công trực tiếp vào những đảo của Nhật Bản sẽ để lại thương vong đáng kể. Do vậy, ném bom là giải pháp mà phương Tây tin rằng sẽ giúp xoay chuyển tình thế nhanh chóng và hạn chế tối đa tổn thất. Một số nhà quan sát cho biết thêm, Mỹ có thể muốn chứng tỏ sức mạnh công nghệ quân sự vượt trội hơn Liên Xô qua quả bom mang biệt danh Little Boy.

Dự báo thời tiết cho thấy bầu trời ở Hiroshima trong xanh vào ngày 6/9/1945, khiến nó trở thành mục tiêu chính thức trong vụ thử nghiệm bom nguyên tử đầu tiên của Mỹ. Vụ tấn công diễn ra hoàn toàn đúng kế hoạch, quả bom đã chứng minh sức công phá ngoài tưởng tượng của nó. Khoảng 80.000 người đã chết ngay lập tức sau khi bom nổ. Tổng số nạn nhân tử vong đến 135.000 người. 

3 ngày sau khi tấn công Hiroshima, Mỹ tiếp tục triển khai quả bom hạt nhân Fat Man vốn to hơn và sức công phá mạnh mẽ hơn Little Boy. Địa điểm tấn công lần này là Nagasaki. 

Trên thực tế, địa điểm được lựa chọn ban đầu là Korura. Tuy nhiên, thời tiết ở thành phố này không thuận lợi do trời có nhiều mây. Do vậy, quân đội Mỹ quyết định chuyển hướng mục tiêu sang Nagasaki cũng là một cảng chiến lược của Nhật Bản. 

Cột khói khổng lồ cao hàng trăm mét xuất hiện ở Nagasaki sau khi Mỹ tiếp tục thả bom nguyên tử vào ngày 9/8/1945. Ảnh: AP

Nagasaki tuy là vùng đồi núi nhưng các chuyên viên Mỹ vẫn đưa nó vào danh sách do xưởng đóng tàu Mitsubishi đặt tại đây. Xưởng này là nơi sản xuất ra những tàu chiến lớn nhất Nhật Bản. Vì vậy, một chiến thắng ở Nagasaki sẽ để lại ý nghĩa biểu tượng về mặt quân sự.

Cũng như Hiroshima, Nagasaki chưa từng là mục tiêu trong những chiến dịch dội bom quy mô lớn của Mỹ những ngày Thế chiến 2. Chỉ từ sau ngày 1/8/1945, Mỹ mới liên tiếp "rải thảm bom" xuống Nagasaki, chủ yếu nhằm vào các xưởng đóng tàu và cảng biển ở phía tây nam. 

Tuy không gây ra thương vong lớn, những vụ tấn công khiến người dân và chính quyền Nagasaki vô cùng lo lắng. Họ quyết định sơ tán về vùng nông thôn để bảo đảm an toàn. Do vậy, số lượng người dân trụ lại thành phố đã giảm đáng kể vào thời điểm Mỹ thả bom hạt nhân. 

Khoảng 40.000 dân ở Nagasaki tử vong ngay sau khi quả Fat Man phát nổ tại thành phố này vào ngày 9/8/1945. Hơn 1/3 Nagasaki bị hủy diệt. Số người chết chính thức khoảng 50.000 người.