主管原子弹研制工程的美国陆军部长史汀生，当时领导着被称为“临时委员会”的机构。这个机构由8人组成，包括3名著名的科学家在内。另外附有一个由4名科学家顾问组成的“科学小组”。成立该委员会的目的是，要向总统提出原子弹的使用在政治、军事和科学各方面将会产生什么问题。
1945年6月初，这个委员会同马歇尔将军及“科学小组”开会进行磋商。史汀生在会上致辞：“我们有了一种新式武器，不久就可试爆，其破坏力是空前的。今天，首要的任务就是要迅速胜利地结束战争。可以设想，新式武器会使我们握有压倒一切的力量。现在摆在我们面前最重要的问题是，使用这种新式武器，从长远的历史观点看，会产生什么影响。”
“科学小组”的成员、负责原子弹设计和试验的科学家奥本海默博士估计，爆炸1颗原子弹能杀死两万人。这个数字使史汀生大吃一惊。他插话说，目的是摧毁军事目标，不是平民的生命，例如，已列入轰炸目标的城市之一京都就不应该轰炸，因为它是个文化中心，当地的神社颇受人崇敬。
马歇尔将军毫不怀疑，为了迅速结束战争，拯救美国人的生命，应该使用原子弹。但是他在会上却说，他也希望用不着扔原子弹，因为这样就会过早地把美国拥有的新实力暴露给苏联人，从而降低原子弹在战后的威慑作用。
午餐时，一名科学家在餐桌上问史汀生，是不是能用原子弹搞某种非军事的示威给日本人颜色看看，而不轰炸城市。对这种可能性，饭桌上展开了辩论。有人反对说，如果预先宣布要投在日本某个偏僻地方，携带原子弹的飞机有可能被击落。还有，如果示威性的炸弹不爆炸，那又怎么办？这样的可能引起的问题实在太多。如果在日本以外的中立地带进行爆炸示威，日本人可能认为这是假的。最后，大家的结论是，应该尽快使用原子弹轰炸日本本土一个能明确显示其破坏力的目标，而不预先提出警告。
“临时委员会”的3名科学家同意这一结论。然而，其他一些参加制造原子弹的科学家却感到忧心忡忡。为首的是获得诺贝尔奖的德国物理学家詹姆斯·弗兰克博士。他和另外7名著名科学家联名给委员会提交了一份报告。报告中指出：“如果美国首先将这个毁灭性武器不分青红皂白地使用，它就会失去世界公众的支持，造成军备竞赛，损害将来达成控制这种武器的国际协议的可能性。我们以为，如果能先选择适当的无人居住地区，向世界显示核弹的威力，那就能为最终达成控制这种武器的协议创造有利的条件。”
对于这份报告，奥本海默、费米等几位科学家，在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯试验场进行了长时间的研究，起草了一份驳斥的书面意见，于6月16日也提交给“临时委员会”。书面意见中说：“主张纯粹的技术示威的人，认为使用原子武器是非法的，生怕用了它会在将来使我们的地位受到损害。但是其他人则坚信，要是立即在军事上使用它，就能拯救美国士兵的生命。他们更加关心的是结束战争，而不是消灭这个特种武器。我们同意后一种意见：技术示威不大可能结束战争，除了直接在军事上使用外，我们找不到其他替代办法。”
当科学家对原子弹使用议论纷纷之时，政治家和军事家也在权衡利弊。
在华盛顿，史汀生部长和他的助理部长约翰·麦克洛伊，当时正准备与参谋长联席会议举行一次关键性的会议，杜鲁门总统也将出席，以便决定是封锁日本炸得它投降呢，还是在日本的主岛登陆。麦克洛伊对这两种选择都不赞成。几个星期来，他一直私下与格鲁讨论对日作战的前途，两人得出同样的结论：应该让日本体面投降。
麦克洛伊主张总统应该致函日本天皇或铃木政府，一方面阐明投降条件，允许日本在立宪基础上保留天皇；另一方面威胁它，如果它不接受，那么美国别无选择，只好在日本使用新式武器——原子弹。这样有可能在不造成巨大伤亡的情况下结束战争。如果提出了这样的条件和警告日本还不投降，那么美国不得不使用原子弹，道义上就能处于较为有利的地位。这个建议史汀生显然是同意的，他说，这样做才具有政治家的风度。
1945年6月18日下午3时30分，讨论对日最后作战方针的会议在白宫会议室举行。到会的有杜鲁门总统和他的私人参谋长、海军上将威廉·李海，两位参谋长联席会议的成员：海军总司令欧内斯特·金上将和陆军参谋长乔治·马歇尔上将。另一位参谋长联席会议成员、陆军航空兵部队司令亨利·阿诺德上将没有到会，由艾拉·埃克中将代表。史汀生抱病出席，他的副手麦克洛伊列席。
从马歇尔开始，杜鲁门一一征求意见。马歇尔坚持说，除了入侵日本主岛外，没有什么别的选择。他主张1945年11月1日开始在日本九州岛登陆，将出动美军部队766700人，伤亡会是惨重的。但是，他说光靠空中力量不能征服日本。代表航空兵部队发言的埃克中将证实这种判断，他说空军的轰炸并没有使德国人屈服。海军上将金也支持马歇尔。史汀生点头赞成。
杜鲁门接着征求李海上将的意见。李海向来是个“炮筒子”，他批评罗斯福在1943年卡萨布兰卡会议提出的“无条件投降”的原则，说：“有人说除非让日本人无条件投降，否则我们将来便会自食其果。我不同意这种看法。我所担心的是，我们坚持要日本人无条件投降这点，只会使日本更加铤而走险，从而增加我们的伤亡。我认为没有这个必要。”
杜鲁门认为公众对放宽无条件投降的要求，思想上还没有做好接受的准备。因此他批准参谋长联席会议着手准备在1945年11月进攻日本九州的“奥林匹克行动”。
杜鲁门说完，会议显然已结束，大家觉得可以退席了，可总统却把他们拦住：“麦克洛伊，你还没有发言。你的观点呢？”麦克洛伊把他在会前准备的意见讲了一遍，建议考虑政治解决，由总统发一封致日本天皇的信，该信一方面要答应日本保留天皇制度，另一方面又要以使用原子弹相威胁。“原子弹”3个字使到会的人都吃了一惊。会议室内每个人虽然都知道研制原子弹，但由于它高度机密，从来没有人在会上提过它。
杜鲁门说，使用原子弹是“很有可能的”，并且这个问题从来没有在他参加的正式会议上提出来过。他要求所有的人都留下继续讨论，他说，是时候了，该把这件事情摊到桌面上来了。讨论的内容集中在投掷原子弹的问题上。同一天，美国副国务卿格鲁私下力劝杜鲁门，说假如日本停止抵抗，应允许保留天皇，这样做使日本投降好办得多。
格鲁建议由总统发表文告向日本招降，准许日本保留天皇体制。杜鲁门表示此事要留待波茨坦会议上与盟国商讨，暂时搁下。但指示可以准备一份文告的草稿，带往波茨坦出席会议。这份草拟的《波茨坦公告》，将由美国、英国和中国联名发出。草稿的第12条阐述的“无条件投降”的惟一例外，就是对日本来说至关重要的保留天皇的可能性。
原子弹试爆成功
格罗夫斯将军说过原子弹将于1945年8月1日左右制成，结果7月16日已可进行试爆。选定的地点是新墨西哥州阿拉摩戈多市80公里外的一片开阔干地，时间是清晨5时30分。
原子时代就在那一天诞生。一团强光把400公里内的天空照得通亮。爆炸中心的地面也发出炫目的亮光，就像许多个太阳直射着。直视爆炸的人都暂时失明。一个深紫色和橙色交织的巨大火球向外扩散达1500米。地面震动起来。一股强劲热气如海浪般涌出。承载原子弹的30米高的钢架化为乌有。一柱白烟直冲云霄，散开成蘑菇状，最后升至12200米高空。数公里外一个盲人女子竟称自己也看到了光。
新墨西哥州首府的新闻记者都收到一份事前准备好的新闻稿，为这次不可思议的爆炸编造一个解释：
“今日清晨，阿拉摩戈多空军基地专用区一处偏僻地方的一个军火库发生爆炸，发出耀目强光及疾劲气浪，据报道远在西北380公里的盖洛普市也曾看到。”
格罗夫斯及其副手托马斯·法雷尔准将在9公里的距离外观看了爆炸情况，巨大的爆炸使法雷尔欣喜若狂，他不禁喊道：“战争结束了！”
当天晚上7时30分，在波茨坦的史汀生收到从华盛顿发来的电报：
“今天上午动了手术。诊断尚未完毕。结果似乎满意，业已超出预料。在当地发表消息是必要的，因为远近兴趣甚浓。格罗夫斯博士颇为高兴。他明日返华盛顿。我将随时报告情况。”
史汀生回电称：“我向博士及其顾问表示最热烈的祝贺。”
波茨坦会议原定在7月16日举行，由于斯大林的心脏病轻微发作，只好推迟1天。
7月17日，第一次全体会议于下午5时10分在西席林霍夫宫的接待大厅举行，厅内悬挂三国国旗，与会者围着一张栎木大桌而坐。根据斯大林的建议，由杜鲁门担任会议主席。最初的讨论集中在战后欧洲的问题上，会议后期再讨论对日作战。
几小时后，史汀生收到临时委员会发来的关于原子弹的第二封电报：
“医生刚刚回来，兴高采烈，相信弟弟定会像哥哥一样健壮结实。从这里到海伊霍尔德（史汀生在长岛的家）都可以看到他眼里放射的光芒，从这里到我的农场都可以听到他的哭声。”
翻译这份隐语电报的军官猜想，77岁的史汀生又当了父亲，不知道是否会休会一天以示庆祝。他不知道“弟弟”是指刚刚在新墨西哥州爆炸的钚弹，而“他的哥哥”则指准备扔在日本的未经试验的铀弹。
7月18日午宴时，杜鲁门就是否要把原子弹一事告诉斯大林，试探了丘吉尔的意见。丘吉尔建议，如果斯大林问“为什么早不告诉我们呢？”他可以解释说，他一直在等待试验成功。
当天下午，杜鲁门会见斯大林，但没有提到原子弹。
7月21日，史汀生在波茨坦向杜鲁门和贝尔纳斯宣读一份目击者的报告，详尽地描述发生在阿拉摩戈多的可怕情景。两人听后非常高兴，杜鲁门更是情绪高涨。次日早晨，史汀生将这个报告交给丘吉尔，丘吉尔读后也感到兴奋。
7月24日早晨，杜鲁门得到报告说，原子弹在8月4日至5日可以准备就绪，最迟也不会超过8月10日。午膳前，他审阅了参谋长联席会议送来的最后报告，该报告建议，为了使日本早日投降，要尽快让苏联参战。这反映了他们对那颗未经试验的原子弹的保留态度。然而，国务卿贝尔纳斯却同丘吉尔一样，把原子弹看做是结束战争的一种手段，觉得苏联没有必要参战。他们认为，苏联参战必然使战后亚洲问题复杂化。午膳时，他说服杜鲁门同意把原子弹一事通知斯大林，但告诉他的时候，却要装做是随便谈起的，不然的话，斯大林可能会领悟到原子弹的全部意义，从而比预定时间“8月初”提前进兵中国东北。
7月17日中午，斯大林在波茨坦造访杜鲁门时，曾主动表示苏联红军准备在8月初进军中国东北，唯一的障碍是要与蒋介石协商解决一些有关问题，例如大连的地位等。但是，7月24日下午，苏联红军总参谋长阿列克谢·安东诺夫将军却在莫斯科宣布：“苏联军队正在远东集结，准备于8月下半月开始对日行动。但具体日期却要视与中国代表会晤结果而定，目前会晤尚未结束。”
7月24日下午全会休会后，杜鲁门找到斯大林，随便地提了一下，说美国现在具有一种“破坏力异乎寻常的新武器”，却没有提“核”或是“原子”一词。斯大林亦同样随便回答说，听到这个消息很高兴，希望美国人好好用它对付日本人。
投弹的命令终于下达
原子弹试爆的成功，没有平息要不要使用它的争论，反而使分歧意见更多。
美国几位军事领导人的意见明显相左。海军上将李海觉得，参加制造原子弹的科学家以及其他人员之所以会要求使用原子弹，“其理由可能是在这项工程上花费了大量的金钱”。尽管马歇尔将军一再坚持，要结束战争不使用原子弹就非付出昂贵的代价进行入侵不可。阿诺德将军却宣称，对日本使用常规炸弹轰炸就能结束战争。欧洲盟军的最高统帅德怀特·艾森豪威尔将军也不同意马歇尔的结论。他私下对史汀生说，日本已经失败了，投原子弹“完全没有必要”。另外，他认为美国也应该避免由于使用这样一种在他看来“对拯救美国人的生命并非必不可少