在用一颗原子弹轰炸广岛之后，美国又积极地进行了轰炸另外两个目标的准备工作。格罗夫斯在其工作安排中写道：“在洛斯阿拉莫斯‘胖子’（美国内爆式原子弹的代号）所用的钚最后处置完毕后，就用 C—54 型专机运到提尼安，另外两个‘胖子’所需要的一些其他重要零件，则由两架 B—29 型飞机运送。”由此可以肯定，美国在对小仓和长崎的轰炸之前，运到提尼安空军基地的是两颗原子弹。
这两颗原子弹是如何投下的呢？据一些史料记载，8月9日凌晨3点49分，两架 B—29 轰炸机和两架侦察机从美国提尼安空军基地的跑道上飞快地掠过，向轰炸飞去，当它们到达小仓上空时，天空中阴云翻滚，用肉眼根本看不到目标，结果机长威内斯驾驶飞机，用了 45 分钟时间在小仓上空来回飞了三次，最终决定放弃轰炸小仓而飞向第二目标长崎，长崎上空同样是云雾重重，但是这一次飞机是不可能带着核弹返回的，于是临时决定采用雷达轰炸，当飞机做好了投弹准备的时候，空中的云雾突然散开了，天空中出现了一个清朗的大洞，轰炸员比汉透过这个大洞，看到了山谷中的一条跑道时，就果断地把两颗核弹投了下去……
事后美国战略轰炸统计局估计，约有万人死亡，6万人受伤。对于这次轰炸，美国方面一直保持沉默，没有做过任何说明和解释，只有格罗夫斯在事后听到伤亡人数时说：“这个数字比我们原来估计的要少得多。”这就证明了美国方面原来估计的数字，是两颗原子弹同时爆炸的死亡数字，而事实上只爆炸了一颗。
