Ponieważ otaczające dzielnicę wzgórza osłabiły siłę fali uderzeniowej, „Fat Man”, pomimo że silniejszy niż „Little Boy” zrzucony na Hiroszimę, spowodował mniejsze szkody w ludziach i zabudowaniach. Niemniej miasto zostało całkowicie zniszczone w promieniu ok. 1,6 km od miejsca wybuchu, a do sporych zniszczeń w dalszych jego częściach doprowadziły liczne pożary. Szacuje się, że eksplozja bomby „Fat Man” zabiła 40–70 tys. osób (do końca roku 1945 zmarło 70 tys. ludzi), w tym nieznaną liczbę uchodźców z Hiroszimy.
Skutki ataku thumb|250px|Mapa pokazująca trasy lotów bombowców B-29 nad Hiroszimę i Nagasaki Ataki bronią atomową wciąż nie przekonywały japońskich władz do kapitulacji. Kręgi wojskowe były zdecydowane dalej prowadzić wojnę. Dopiero 10 sierpnia cesarz Hirohito rozkazał przyjąć propozycję Amerykanów i to jego autorytet, niezaprzeczalny dla każdego ówczesnego Japończyka, w dużym stopniu zadecydował o kapitulacji kraju. Jedynym warunkiem japońskiej propozycji przekazanej za pośrednictwem Szwajcarii było, aby Hirohito zachował tytuł i pozycję cesarza (prerogatywy). Tego samego dnia wieczorem prezydent Truman przyjął kapitulację Japonii i nazajutrz rozkazał wstrzymanie wszelkich operacji wojskowych (kolejny nalot atomowy z użyciem bomby „Fat Man II” był przygotowywany na 17–18 sierpnia).