Атомните учени също са разделени във възгледите си. Д-р Ваневар Буш играе водеща роля за получаването на подкрепата на Рузвелт и Стимсън за атомното оръжие, а и лорд Чъруел (бившият професор Линдеман), личен съветник на Чърчил по научните въпроси, също е негов виден привърженик. Затова не е учудващо, че когато през пролетта на 1945 г. Стимсън назначава комисия начело с Буш да обсъди въпроса за употребата на оръжието срещу Япония, тя силно препоръчва бомбата да бъде използвана колкото може по-скоро и без предварително предупреждение за нейната същност от страх да не би да се окаже само един „фишек“, както по-късно обяснява Стимсън.
За разлика от тях друга група атомни учени начело с професор Джеймс Франк скоро след това, през втората половина на юни, предават доклад на Стимсън, в който се правят други заключения: „Военните преимущества и спасяването на живота на американци, постигнати чрез внезапната употреба на атомно оръжие срещу Япония, могат да бъдат заличени от вълната от ужас и отвращение, които ще предизвика тя в останалия свят… Ако първи пуснат в действие това ново средство за масово унищожение на човечеството, Съединените щати ще загубят подкрепата на обществеността в целия свят, ще сложат началото на надпревара във въоръжаването и ще попречат на възможността за постигане на международно споразумение за бъдещ контрол над такива оръжия… Ние вярваме, че тези съображения правят използването на ядрените бомби за скорошно нападение срещу Япония нежелателно“.
Учените, които са в по-близки отношения с държавниците, имат обаче по-добри възможности да привлекат вниманието им и техните аргументи се налагат при вземането на решението, подпомогнати от ентусиазма, с който вече са успели да повлияят върху държавниците относно възможностите на атомната бомба като бързо и лесно средство за слагане край на войната. Военните съветници предлагат за двете произведени бомби пет възможни обекта. От тях, след като списъкът е обсъден от президента Труман и Стимсън, са избрани Хирошима и Нагасаки като градове, които съчетават военни обекти и „къщи и други сгради, подлежащи на разрушение“. Така на 6 август първата атомна бомба е хвърлена над Хирошима. Тя унищожава по-голямата част от града и убива около 80 000 души — една четвърт от населението му. Три дни по-късно втората бомба е хвърлена над Нагасаки. Новината за бомбата над Хирошима стига до президента Труман, когато се връща по море от Потсдамската конференция. Според присъстващите той развълнуван възкликнал: „Това е най-великото нещо в историята!“
Ефектът върху японското правителство обаче е по-малък, отколкото предполага западната страна по това време. Той не стресва тримата членове на шестчленния съвет, които се противопоставят на „безусловната капитулация“ и продължават да настояват, че първо трябва да получат някои уверения относно бъдещето, особено по въпроса за суверенното положение на императора. Що се отнася до самите японци, те научават едва след войната какво се е случило в Хирошима и Нагасаки.
Руската декларация за обявяване на война на 8 август и незабавното навлизане в Манджурия на следващия ден ускоряват решаването на въпроса почти толкова бързо, колкото влиянието на императора. На съвещанието в негово присъствие на вътрешния кабинет, състояло се на 9 август, той изтъква безнадеждността на положението толкова ясно и сам се обявява решително за сключване на незабавен мир, че тримата противници на мира са по-склонни да отстъпят и да се съгласят със свикването на Годзен кайги — съвещание на „по-старшите държавници“, на което императорът сам може да вземе окончателното решение. Междувременно правителството обявява по радиото желанието си да капитулира, ако суверенността на императора бъде зачетена — точка, по която съюзниците в Потсдамската декларация от 26 юли запазват мълчание. След известни дискусии президентът Труман се съгласява с това условие като модификация на „безусловната капитулация“.
Дори тогава сред участниците в съвещанието на Годзен кайги на 14 август има голямо разделение, но императорът решава проблема, след като категорично заявява: „Ако никой друг няма да изрази мнение, ние трябва да изразим нашето. Настояваме да се съгласите с него. Виждаме само един път за спасяването на Япония. По тази причина взехме решение да изтърпим нетърпимото и да изстрадаме невъзможното“. След това капитулацията на Япония е обявена по радиото.
Употребата на атомната бомба в действителност не е нужна, за да се постигне този резултат. При положение че девет десети от японския търговски флот е потопен или повреден, че военновъздушните и военноморските сили са унищожени, че индустрията е разрушена и че средствата за изхранване на населението се топят с голяма бързина, разгромът на Япония вече е сигурен, както казва Чърчил.