Truman a pris la décision de larguer des bombes atomiques sur Nagasaki et Hiroshima en août 1945 afin de mettre fin à la partie Pacifique de la Seconde Guerre mondiale. Il est supposé qu'il s'agissait également d'une démonstration de pouvoir à l'URSS, ouvrant la guerre froide.
Après la capitulation de l'Allemagne en 1945, Truman a dû mettre fin à la guerre dans le Pacifique. Le Japon était retranché, anticipant une invasion de terres. Le secrétaire américain à la Guerre, Henry Stimson, a estimé plus tard qu'il aurait fallu un million ou plus de victimes américaines pour les déloger, presque autant que la guerre en avait déjà produit. Il a en outre estimé que jusqu'à deux millions de Japonais mourraient dans la défense.
Lorsque le projet Manhattan a abouti à un test réussi en juillet, Truman a décidé de montrer au Japon qu'une invasion terrestre n'était pas nécessaire. Il leur a d'abord offert l'opportunité d'une reddition inconditionnelle. Lorsqu'ils ont refusé, il a ordonné à l'armée de larguer la première bombe, Fat Man, sur Hiroshima le 6 août. L'Union soviétique, libérée de ses combats en Europe, a déclaré la guerre au Japon le 8 août, envahissant et écrasant les forces japonaises en Mandchourie. La bombe Little Boy, la seule autre bombe atomique américaine, a été larguée sur Nagasaki le 9 août.
Le 10 août, l'empereur Hirohito a proposé de se rendre. Pas tout à fait un mois plus tard, le 2 septembre, les Japonais ont signé leur capitulation officielle à bord de l'U.S.S. Missouri dans la baie de Tokyo.