A construção de 2,34 metros de comprimento, 1,52 metro de diâmetro e 4.545 kg foi detonada a uma altitude de cerca de 550 metros sobre a cidade, após ter sido lançada do bombardeiro B-29 nomeado Bockscar, pilotado pelo Major Charles Sweeney. A bomba tinha uma potência de 21 kilotons, 8,4×10¹³ joule = 84 TJ. O curioso é que, tendo uma potência praticamente duas vezes maior que a da bomba conhecida como "Little Boy", lançada em Hiroshima três dias antes, os danos foram menores e menos extensivos que os do ataque anterior, pois as condições climáticas de Nagasaki no dia estavam desfavoráveis, fazendo com que a Fat Man não atingisse o alvo com precisão, caindo em um vale ao lado da cidade. Como o terreno de Nagasaki é montanhoso, parte da carga energética da explosão foi contida. Ainda assim, cerca de 40.000 pessoas foram mortas e mais de 25.000 ficaram feridas. Milhares morreram nos anos posteriores ao ataque devido a radiações e doenças causadas pela radiação.