O jedenastej 9 sierpnia 1945 roku bomba atomowa uderzyła w Nagasaki. Paweł doznał poważnego urazu, który przerwał prawą tętnicę skroniową, ale wraz z pozostałym ocalałym personelem medycznym poświęcił się leczeniu ofiar. Napisał stustronicowy raport medyczny na temat swoich obserwacji.
Dopiero 11 sierpnia znalazł zwęglone kości Midori, która zginęła w ataku nuklearnym w ruinach ich domu. Zebrał je i pochował obok grobów swoich dwóch córek. Pośród szczątków żony znalazł różaniec, który trzymała w dłoniach, na wpół stopiony przez żar (rozdział Le ceneri). Pieszo dotarł do swoich dzieci i teściowej w wiosce, w której przebywali. Okolica szybko stała się schronieniem dla setek osób przesiedlonych ze zniszczonego miasta. Do dra Pawła dołączyli ocalali z jego zespołu medycy i pielęgniarki. W kolejnych dniach rozpoczęli udzielanie pomocy rannym i wszystkim, u których zaczęły pojawiać się objawy choroby popromiennej. Zespół pracował tygodniami, odwiedzając również sąsiednie wioski. 8 września dr Paweł zaczął wykazywać poważne objawy i leżał nieprzytomny, a rana na jego skroni, która nigdy się nie zagoiła, ponownie zaczęła krwawić. Ciężki stan chorobowy trwał do 5 października. Uleczenie przypisywał wstawiennictwu o.