两颗原子弹分别叫作小男孩（Little Boy）和胖子（Fat Man）。
小男孩（Little Boy）
是第二次世界大战时美国在日本广岛投掷的首枚原子弹的代号。于1945年8月6日由保罗·提贝兹驾驶的B-29超级空中堡垒轰炸机“艾诺拉·盖”在广岛相生桥上空31,000英尺（9,400米）投下，日本标准时间早上8时15分在1,800英尺（550米）高度爆炸。
“小男孩”是人类历史上首次对人类使用的核武器。小男孩长10英尺（3米），宽28英寸（71厘米），重8,900磅（4,000千克）。使用“枪式”设计，将一块低于临界质量的铀-235以炸药射向三个同样处于低临界的环形铀-235，造成整块超临界质量的铀，引发核子连锁反应。小男孩装有60千克的铀-235，当中只有约一千克在爆炸中进行了核裂变，释放的能量约等于13,000公吨的 TNT烈性炸药，即大概为5.5×1013 焦耳。约七万人直接死于小男孩的原爆，大约同等数量的人受伤。随后再有大量的人死于核子尘埃放射引起的癌症。怀孕的母亲亦因为放射而出现流产，部分初生婴儿发育畸形 。
据统计，直到1999年，死于小男孩原子弹的直接袭击及核辐射伤害的人数总计已超过20万。
胖子（Fat Man）
是第二次世界大战时美国在日本长崎投掷的原子弹的名称。1945年8月9日，，由查尔斯·斯文尼驾驶的B-29超级空中堡垒轰炸机“伯克之车”在长崎上空31,000英尺（9,000米）投下。在日本标准时间早上11时02分，在1,800呎（550米）高度爆炸。
“胖子”是至今为止历史上第二次亦是最后一次对人类使用的核武器，是内爆式钚弹。空心的球状炸药内放置了处于低临界的球形钚，周围接上了32枚同时起爆的雷管。雷管接通起爆后，产生强大的内推压力以挤压球形钚。当钚的密度增加至超临界状况，便能引发核子连锁反应，造成核爆。它长10英尺八吋（3.25米），直径五英尺（1.52米），重10,000磅（4,545公斤）。释放的能量约相等于2.1万公吨的TNT烈性炸药，即大概为8.4 ×1013 焦耳，比投掷在广岛的首枚原子弹稍多。由于长崎地势多山，造成的损害比平坦的广岛低。约四万人直接死于胖子的原爆，约25,000人受伤，约7,000平方米之建筑物被夷平。之后数万人死于核子尘埃放射引起的癌症。
胖子本来的首要攻击目标为日本另一城市小仓。当天早上负责投弹的B-29战机飞到小仓上空时，发现当地被云层覆盖，于是斯文尼决定改为攻击后备目标长崎。