美国不惜血本制成了原子弹，当然要派上用场。但怎么用，用到哪里？军方展开了激烈的争论。最后找到了必须迅速向日本投掷原子弹的3个理由：

一是减少伤亡。美国参谋长联席会议通过比较此前美军在瓜达尔卡纳尔岛和冲绳岛与日军作战的损失情况，得出的结论是：对日军本土作战，将损失20万人左右，陆军参谋长马歇尔认为甚至可能多达100万人。战争已接近后期，如何最大限度地减少美军的伤亡，是美国最关注的问题。所以，包括杜鲁门在内的美国高官更愿意使用原子弹。

二是对日本施以强大的心理压力。1945年7月28日，针对敦促日本投降的《波茨坦公告》，日本首相铃木表示：“本国政府……除了完全不予理睬并坚决把战争进行到胜利结束以外，别无他途。”美国通过截获的密码电报得知日本打算拖延时间，以争取有条件的投降。为此，美军方高层一致同意：应对尽可能多的平民和日本最高决策当局造成极其深刻的心理影响，必须选择一个有军事、政治双重价值的大城市，并且防止日本用盟军战俘作盾牌。

1960年，曾任驻日盟军最高司令的麦克阿瑟承认，“1945年使用原子弹从军事上讲没有任何必要性”。可见，向广岛和长崎这样人口密集的城市进行核打击，美国希望达到的主要目的是心理震慑，让日本彻底放弃抵抗的念头。

三是威慑苏联和其他国家。杜鲁门急于想赶在苏联参战之前使用原子弹，是为了成为二次世界大战的胜利者，以便日后在解决东亚问题时掌握发言权。杜鲁门认为，使用原子弹就可以完全独立地结束远东战争，不需要依靠苏联。

7月24日，波茨坦会议中，当杜鲁门以非正式方式向斯大林提到：“美国已拥有一种具有空前毁灭性能的新式武器”时，斯大林冷淡地对杜鲁门说：“希望能好好利用它来打击日本”。鉴于斯大林的这种冷淡态度，美国决定迅速使用原子弹，希望轰炸能够“使苏联变得更好说话”。

7月30日，杜鲁门总统发布命令：鉴于日本政府拒绝接受无条件投降，美军可在8月3日以后，在天气许可的条件下，立即在日本的广岛、小仓、新潟和长崎四城市中选择一个目标，投掷特种炸弹。