広島に原爆が投下された3日後の1945年(昭和20年)8月9日、長崎に第2の原爆が落とされた。原爆は8月6日にテニアン島で組み立てられ、8日、アメリカ陸軍在グアム第20航空隊司令部作戦命令17号において、小倉を第1目標、長崎を第2目標として翌9日に投下することが指令された。
この日、ソ連が日本に宣戦布告した。9日、B29ボックス・カーは小倉上空に達したが焼夷弾による煙のため投下を断念、第2目標の長崎に向かい、同日11時02分、原爆を投下した。