Truman podjął decyzję o zrzuceniu bomb atomowych na Nagasaki i Hiroszimę w sierpniu 1945 r., aby położyć kres pacyfistycznej części II Wojny Światowej. Postawiono hipotezę, że była to również demonstracja moc dla ZSRR, otwarcie zimnej wojny.
Po kapitulacji Niemiec w 1945 roku Truman stanął w obliczu zakończenia wojny na Pacyfiku. Japonia została wykopana, przewidując inwazję lądową. Amerykański sekretarz wojny, Henry Stimson, oszacował później, że zabicie ich będzie kosztowało milion lub więcej Amerykanów, prawie tyle samo, ile wojna już wyprodukowała. Następnie oszacował, że w obronie zginą dwa miliony Japończyków.
Kiedy projekt Manhattan zakończył się udanym testem w lipcu, Truman postanowił pokazać Japonii, że inwazja lądu nie jest konieczna. Najpierw zaoferował im możliwość bezwarunkowej kapitulacji. Kiedy odmówili, kazał wojsku zrzucić pierwszą bombę, Grubas, na Hiroszimę w dniu 6 sierpnia. Związek Radziecki, zwolniony z walki w Europie, wypowiedział wojnę Japonii 8 sierpnia, atakując i przytłaczając siły japońskie w Mandżuria. Bomba Little Boy, jedyna inna bomba atomowa ze Stanów Zjednoczonych, została zrzucona na Nagasaki 9 sierpnia.
10 sierpnia cesarz Hirohito zaproponował, że się podda. Niecały miesiąc później, 2 września, Japończycy podpisali formalne przekazanie na pokładzie USA. Missouri w Zatoce Tokijskiej.
