Tras el bombardeo, Hiroshima, que contaba con más de 300.000 residentes además de refugiados, perdió el 90 por ciento de sus edificios y aproximadamente un tercio de su población de forma instantánea. El 90 por ciento de las personas que se encontraban resultaron a menos de 800 metros del lugar en el que se lanzó la bomba quedaron reducidas a cenizas.
Según las últimas estimaciones disponibles, el número total de bajas en Hiroshima, en gran parte civiles, ascendió a 286.818 personas, incluidas las fallecidas por cánceres, leucemias y malformaciones genéticas.
Seis días después de la detonación sobre Nagasaki, el 15 de agosto, el Imperio del Japón anunció su rendición incondicional frente a los «Aliados», haciéndose formal el 2 de septiembre con la firma del acta de capitulación. Con la rendición de Japón, concluyó la Guerra del Pacífico y por tanto, la Segunda Guerra Mundial. Como consecuencias de la derrota, el Imperio nipón fue ocupado por fuerzas aliadas lideradas por los Estados Unidos —con contribuciones de Australia, la India británica, el Reino Unido y Nueva Zelanda— y adoptó los «Tres principios antinucleares», que le prohibían poseer, fabricar e introducir armamento nuclear.