1939年夏天，从欧洲大陆上传来一则让人惶恐不安的消息，法西斯德国正在利用最新的原子学理论加紧研制一种破坏力空前的新式武器。这种东西就是后来威名大振的原子弹。一些因逃避法西斯迫害而流亡美国的欧洲科学家们立即感觉到，如果让战争狂人希特勒首先拥有了原子弹这种武器，全世界将会遭到毁灭性的攻击。

8月的一天，罗斯福总统接到一封由著名科学家爱因斯坦签名的信，信中说明了元素铀在不远的将来，有可能制造出一种威力极大的新型炸弹，在信中表达了一种前所未有的担心，并建议美国政府即刻采取行动抢在德国之前制造出这种新型炸弹。

由于对原子学这个神秘领域还一无所知，罗斯福总统有些犹疑不定，这件事非同小可。幸亏科学顾问萨克斯启发他说：当年拿破仑就是因为没有采用富尔顿创造蒸汽船的建议，最终没能渡过英吉利海峡征服英国。10月19日，罗斯福决定对爱因斯坦的信作肯定的回答，并成立研究原子武器代号为“S-11”的特别委员会。

1942年8月，美国陆军工程兵团建筑部副主任格罗夫斯将军主持“S-11”特别委员会的科学家和高级管理人员召开会议，制定了一个名叫“曼哈顿”的新计划。计划规定，研究工作所有指挥权都集中在“曼哈顿”工程管理处。原子实验室则设在新墨西哥州荒原上。整个工程上马以后马上处于严格保密状态中，连副总统杜鲁门也是在1945年罗斯福死后接任总统时才得知。

与此同时，纳粹德国也在加紧研究制造原子弹。为了延缓德国研制原子弹的进程，1943年2月17日，盟国派出的突击队炸掉了德军占领的挪威重水工厂，罐中作为制造原子弹缓冲剂的重水流入了下水道。纳粹德国制造原子弹的工作受到了阻碍。为了抢在德国人之前造出原子弹，美国向欧洲战场派出了“阿尔索斯”行动小组，专门在欧洲各地搜捕德国科学家和收集德国制造原子弹的情报。1944年春季，美国陆军总部派出一个突击兵团袭击黑兴根，这个“U计划”基地被彻底破坏，德军已然无法赶在彻底失败之前造出原子弹了，盟军总算松了口气。

美国方面则没有停止原子弹的研制。1945年7月16日5时30分，美国制造的第一颗试验性原子弹在新墨西哥州爆炸成功，一道闪电划破了黎明的长空，一团巨大的火球升上8000米高空，大地也在微微颤抖。美国第一批成功制造出三颗原子弹，在新墨西哥州试爆的那颗原子弹被命名为“瘦子”，另外两颗分别叫“胖子”和“男孩”，在日本上空爆炸的正是后两颗原子弹。

原子弹爆炸成功时，接替罗斯福就任美国总统的杜鲁门正前往参加波茨坦会议，他认为，原子弹不仅可以对付在战争中让美国人伤亡惨重的日本，还能威慑和抑制苏联这个超级大国，提高美国在国际上的军事地位。8月2日，还在归国途中的杜鲁门最终下定决心立即对日本使用原子弹。

为了执行向日本投掷原子弹的特殊任务，早在1944年底，美国陆军航空兵受命组建了一支特殊的轰炸机部队。轰炸练习一定要在将近一万米的高空进行，每架飞机总是只投下一颗重约5吨的模拟炸弹，经过不断练习，投弹然后返回的能力已经具备，现在需要做的就是等待最终的命令了。原子弹毕竟不同于一般的武器，其大规模毁灭性使得一颗原子弹至少能一次性杀死数万人。而且对于败局已定的日本是否还需要借助于原子弹的威力呢？美国科学家和军界人士分为两派，一方担心这个毁灭性武器累及太多无辜生命，可能会有失美国大国风范，因而主张在日本的偏僻地或中立国投放原子弹；而另外一派则认为“纯粹技术性的示威”根本不起作用，只有军事上的使用才能震慑日本，拯救美国士兵的生命。是否使用原子弹的决定权最终取决于总统。7月26日，杜鲁门总统下令战略情报局向日本广播《波茨坦公告》，警告日本必须无条件投降，否则将“迅速完全毁灭”，但是顽固不化的日本内阁决定不予答复，于是日本不可避免地遭受了原子弹的轰炸。

在日本上空投放的两颗原子弹，一颗叫“男孩”，体长3米，直径70厘米，重约4400公斤；另一颗叫“胖子”，体长3.25米，直径1.25米，重约4540公斤。8月6号，“男孩”黑夜中首先出发，光顾了拥有28万居民的日本重要军港——广岛，这颗原子弹的投放并未引起当地人的警觉，人们因为每天都有太多的美军飞机前来轰炸而麻木。“男孩”的能量相当于1.25万吨梯恩梯炸药，造成了数十万的死亡人数。8月8日，“胖子”出发，目标本来是日本最大的军火工厂——小仓兵工厂，由于云层太厚导致无法瞄准投弹。“胖子”冲向另一个目标——港口工业城市长崎。长崎处于谷地并不适合原子弹爆炸，群山限制了原子弹威力的充分发挥，所以“胖子”所造成的损失比“男孩”小。就在第二颗原子弹轰炸长崎的前一天，苏联对日宣战，并于8日出兵中国东北攻击日本关东军。原子弹和苏联的出兵，加速了日本的溃败。