在广岛遭受原子弹袭击之后，美国迅速启动了一项针对日本的宣传战略。

美军位于塞班岛的广播电台，每十五分钟便向日本民众播报一次，强调广岛原子弹的威力，其破坏力相当于2000架重型轰炸机所携带的爆炸总量。该电台强烈呼吁日本民众向天皇施压，以促使战争尽快结束。与此同时，美军还印制了大量传单，并向日本全国47个人口超过十万的城市广泛散发。传单内容严肃且直接，指出美国已掌握原子弹这一前所未有的强大破坏力武器，其威力等同于2000架B-29轰炸机所装载炸弹的总和。

传单敦促日本民众深刻反思这一严峻现实，并警告称：美国在本土使用此类炸弹的行动才刚刚开始。传单进一步要求日本民众立即向天皇请愿，终止战争，停止一切抵抗行为，否则美国将坚持使用此类武器。同时，传单还强烈建议民众尽快从城市中疏散。格罗夫斯对日本的反应表示高度关注，但得到的反馈却出乎意料。东京的广播员在播报时语气依然保持乐观，仅简单提及“三架飞机对广岛进行了常规空袭”，并宣布“东京至广岛的列车暂停运行”，未对广岛事件进行详细报道。这表明，至少在表面上，日本军事当局并未被原子弹的威力所震慑。格罗夫斯的疑虑很快被另一事件所缓解。在英国剑桥附近的一处乡村庄园中，拘留着包括首位成功实现原子分裂的科学家奥托•哈恩在内的多位德国原子弹研究专家。8月6日晚，哈恩得知了广岛大爆炸的消息，起初他并不相信，但鉴于消息来源为美国官方，他深感震惊与沮丧。哈恩认为，任何武器都不应伤及无辜的妇女和儿童，因此他心情沉重。在得知这一消息后，他下楼时，心情极为低落。在得知相关情报后，该信息被迅速传达给了包括海森堡在内的其他相关人员。哈恩表达了他的担忧：“假若美国已经成功爆炸了以铀为原材料的炸弹，那我们的进展就显得尤为滞后。”海森堡听闻后，表现出了惊讶，并特别询问：“在提及那颗炸弹时，是否明确使用了‘铀’这个词？”在得到确认后，海森堡显得稍微宽慰：“如此看来，那颗炸弹与原子能的利用并无直接关联。”随后的数小时内，这群科学家围绕原子弹的真实性及其道德争议展开了深入的探讨。一部分科学家认为这一消息可信，但更多人持怀疑态度，认为美国在短时间内解决众多技术难题的可能性不大。最终，哈恩提出了自己的看法：“我认为海森堡的推测更为合理，美国可能并未真正拥有原子弹，这不过是他们的恐吓手段。”与此同时，格罗夫斯一直在暗中监听这些科学家的交流，并将情况及时反馈给华盛顿。他在阅读监听报告时，对其中一些言论表示了讽刺性的满意，尤其是哈恩对美国保密工作的赞誉：“若他们真造出了原子弹，其保密工作确实堪称完美。”而海森堡的言论也让格罗夫斯感到欣慰：“作为原子弹研发的先驱，我们却对美国的成就一无所知，这令我深感羞愧。”格罗夫斯将海森堡的这番话视为对奥本海默等美国科学家的极高赞誉。在日本方面，虽然表面上看似平静，但内阁内部对于是否接受《波茨坦公告》的争议却日益激烈。

首相铃木与外相东乡主张接受停战条件，但陆相阿南及军部则坚决反对。在日本内阁就停战问题持续争论之际，格罗夫斯决定利用日本人的恐慌心理，迅速实施第二次原子弹轰炸。为避免广岛的轰炸引发日本更强烈的抵抗情绪，同时防止其被视为美军的无力之举，格罗夫斯决定尽快使用代号为“胖子”的原子弹，并将目标锁定为小仓。8月7日，杜鲁门向斯帕兹发出了第二道明确指示：“除非接到特别命令，否则按计划执行。”这一决定标志着美国对日本的战略轰炸将进入一个新的阶段。第二枚原子弹为内爆式钚弹，代号“胖子”。其最初的投掷计划定于8月20日，后调整至8月11日。广岛原子弹投掷成功后，格罗夫斯进一步敦促将投掷时间提前至8月10日，以期使日本无暇应对。但是，天气预报显示，9日将出现适宜投掷的天气条件，而此后的五天内将遭遇恶劣天气。作为技术负责人，诺曼·拉姆齐认为8月9日投掷并不适宜，因为两天内难以完成所有必要的检查程序。只是，命令既定，他们必须严格执行。因此，在炎热的夏季，拉姆齐不得不置身于封闭的炸弹库中，以极高的速度推进“胖子”的组装工作。为缓解压力，他仍然保留着收听东京广播的习惯，那些温柔的女播音员的声音让他得以片刻放松。当广播中提及广岛所遭受的放射性伤害和死亡情况时，拉姆齐感到困惑。据广播所言，该炸弹为爆炸型而非辐射型，许多人因爆炸物的直接撞击而丧生。这些报道让他对信息的真实性产生质疑，认为其中不乏宣传成分。可对于另一项事实，他深感忧虑：据称，要结束战争，需投掷约50颗原子弹。而组装这些原子弹的复杂性远非建造房屋可比，他迫切希望奥本海默能优化炸弹设计，以保障全体工作人员的安全。“胖子”结构异常复杂，空中组装无法实现，拉姆齐不得不全天候在炸弹库中工作。至8月7日，其内部组件已组装完成。次日，开始组装外部结构，并整体装入钢壳，此时，“胖子”已具备装载至飞机上的条件。此时已是深夜，组装人员疲惫至极，准备就寝。拉姆齐在最后的检查中，却发现了一个重大问题：在内爆球前部的点火元件与尾部雷达元件之间，连接处存在异常，经仔细检查，发现两处插头均为阴插头，无法连接。这一发现让拉姆齐瞬间惊醒，困意全无。他立即对电路进行彻底检查，对所有电线连接点进行重连，并反复核查，至少进行了三遍确认。经过深入排查，拉姆齐最终确定了问题的症结所在：一处线路焊接存在缺陷。若要修正此错误，必须对焊点进行重新焊接，然而，在当前的装配阶段下，拆解重组是一项极为复杂且耗时的任务，预计需要全组成员连续两天的不懈努力。面对这一挑战，拉姆齐作出了一个大胆的决定，他决定采取非标准操作程序。尽管基地规章制度严禁在组装区域内使用任何能产生热量的设备，拉姆齐还是决定破例，他指令技术人员从电子实验室引入电源插座，并配备了电烙铁。在确保操作安全的前提下，他们小心翼翼地熔接电线，重新焊接插头，全程中，拉姆齐格外谨慎，确保电烙铁远离敏感的组件区域。直至次日晚22时，这枚被昵称为“胖子”的原子弹组件才成功安置于B-29轰炸机的弹舱内。拉姆齐深知，在提尼安基地这种环境下，以如此仓促的方式组装原子弹，显然违背了科学严谨的原则。特别是考虑到该基地飞机起降事故频发，加之本次任务中飞机因搭载原子弹而严重超重，潜在风险更为显著。基地司令亦对原子弹的危险性有所耳闻，因此他坚决要求拉姆齐与帕森斯签署安全保证声明，承诺原子弹在起飞过程中的安全性。尽管两人均签署了声明，但内心均感信心不足。拉姆齐认为，一旦事故发生，他们将随原子弹一同化为乌有，无需向任何人解释，责任追究将变得毫无意义。随后，第二次原子弹空投任务被指派给了第509混合大队的斯威尼机组。斯威尼曾驾驶“艺术大师”号观测机参与广岛轰炸的效果评估，鉴于该机上仍装有科研仪器，它再次被用作观测机。因此，斯威尼不得不改用另一架B-29轰炸机“鲍克斯卡”来执行原子弹投放任务。斯威尼心中充满了祈祷，希望自己能像保罗•蒂贝茨一样，顺利完成使命。1945年8月9日凌晨3时47分，装载着“胖子”的“鲍克斯卡”号B-29轰炸机腾空而起，与之同行的还有两架观测机。此次飞行由查理士•斯威尼少校担任驾驶员，轰炸任务则由克米特•比汉上尉负责执行。在军事行动的精密布局中，阿希沃思海军中校担任军械师角色，负责核武器的准备与维护；而菲利普·叶恩斯中尉则作为电子测试员，确保飞行器的电子设备运行无误。此次任务的飞行器，其推进器设计独特，长度超出常规，配备有四个桨片，以增强飞行性能。飞机的前端造型独特，宛如柑橘类果实，机身上显著标记着数字“77”，据传此数字象征着吉祥与好运。起飞前夕，法雷尔将军接到了天气恶化的预警信息。但是，在格罗夫斯的力促之下，他决定维持原计划，执行投弹任务。起飞前夕，一位海军军官向查理士·斯威尼少校提出了一个关键问题：“你知道即将投下的这颗炸弹价值几何吗？”斯威尼虽有所耳闻，但仍略显迟疑地回答：“我听说大约是2500万美元，这是真的吗？”海军军官语气坚定：“千真万确，责任重大，务必确保任务成功，不让这笔巨资付诸东流。”本次轰炸的首要目标是日本小仓，备选目标为长崎。为了确保能够精确打击首要目标，无论天气条件如何，轰炸机均需尽可能接近目标区域飞行。若首要目标因视野不佳而无法实施轰炸，则转向备选目标。同时，为避免引起日方警觉，摄影飞机不得提前抵达现场。因此，轰炸机在穿越硫磺岛前，需与硫磺岛、提尼安岛基地保持通讯，确认目标信息。若此时仍无法确定目标，摄影飞机则需同时拍摄两个目标。“鲍克斯卡”号轰炸机承载着名为“胖子”的原子弹，准备起飞。斯威尼少校却在起飞前发现了一重大隐患：一个燃料泵出现故障，无法将炸弹仓油箱中的3600升汽油输送至发动机，这不仅可能导致燃料短缺，还意味着飞机需额外携带这3600升汽油往返。面对紧迫的时间线和已下达的命令，更换飞机或抢修均不切实际。经过航程估算，斯威尼认为现有燃料勉强足够，遂决定冒险起飞。为节省燃料，包括“鲍克斯卡”号在内的三架飞机直接飞向日本，未绕道硫磺岛。直至此时，斯威尼仍未知晓，究竟哪个目标将承受这场毁灭性的打击。

在本次行动中，小仓与长崎的际遇，竟微妙地系于天际风云的变幻。倘若风起云涌，带来一片遮蔽苍穹的密云，或许能为城市带来一丝侥幸；反之，则可能招致不幸。9时9分，三架飞行器在九州以南的屋久岛上空集结，依据原定计划，另有两架负责观测与摄影的飞机应已在此恭候。可是，斯威尼仅与其中一架相遇，另一架却迟迟未见踪影。在等待长达30分钟后，装载原子弹的轰炸机与剩余的一架观测机，不得不继续向小仓进发。抵达小仓上空，眼前的景象却令人堪忧。