1945. augusztus 6-án hét repülőgép indul Tinian repülőteréről. Az első három gép a célpontok feletti felhőzetet ellenőrizte, a második hármas egyike a robbanást vizsgáló tudósokat vitte, a másik a fotózást végezte, a harmadik tartalék volt. Köztük volt az Enola Gay, bombaterében a 3,6 méter hosszú, 0,7 méter széles, 4,4 tonnás nukleáris fegyverrel, amely a Little Boy nevet kapta.
Reggel fél nyolckor Hirosima lakói három amerikai repülőgépet láttak a japán nagyváros fölött. Közülük az Enola Gay alacsonyabbra ereszkedett, és a földön lévők azt látták, hogy „valamilyen tárgyat” dobott le. Ami ezután következett, azt nagyon sokan már nem láthatták: 8 óra után 15 perccel és 17 másodperccel a város fölött vakító kékesfehér fény lobbant, és mennydörgés hallatszott. Akik mégis, azok azt láthatták, hogy az azóta elhíresült gombafelhő szökött az ég felé. 600 méter magasságban felrobbant a 17 ezer tonna TNT-vel egyenlő hatású atombomba.
Az Enola Gay 9400 méter magasságban oldotta ki a bombát, majd délután három órakor szállt le ismét Tinianon. Parancsnoka, Paul Tibbets ott helyben megkapta a Szolgálati Érdemkeresztet, ő egyébként élete végéig nem bánta meg tettét.