Cách mạng Tháng Tám năm 1945 thành công là thắng lợi vĩ đại đầu tiên của nhân dân ta từ khi có Đảng lãnh đạo, mở ra bước ngoặt vĩ đại trong lịch sử dân tộc Việt Nam. Chính quyền về tay nhân dân, nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ra đời – Nhà nước công nông đầu tiên ở Đông Nam Á; chấm dứt chế độ quân chủ phong kiến ở Việt Nam; kết thúc hơn 80 năm nhân dân ta dưới ách đô hộ của thực dân, phát xít. Nhân dân Việt Nam từ thân phận nô lệ trở thành người dân một nước độc lập, làm chủ vận mệnh của mình. Nước Việt Nam từ một nước thuộc địa nửa phong kiến trở thành một nước độc lập, tự do và dân chủ. Đảng Cộng sản Việt Nam trở thành một Đảng cầm quyền. Từ đây, đất nước, xã hội, dân tộc và con người Việt Nam bước vào kỷ nguyên mới, kỷ nguyên độc lập dân tộc gắn liền với chủ nghĩa xã hội. 

Cách mạng Tháng Tám là thắng lợi của chủ nghĩa Mác-Lênin được vận dụng sáng tạo vào hoàn cảnh cụ thể của cách mạng Việt Nam; là thắng lợi của tư tưởng Hồ Chí Minh và đường lối cách mạng của Đảng ta gắn độc lập dân tộc với chủ nghĩa xã hội, gắn sức mạnh dân tộc với sức mạnh thời đại; là sự thể nghiệm thành công đầu tiên chủ nghĩa Mác-Lênin tại một nước thuộc địa ở châu Á. Đây còn là quá trình phát triển tất yếu của lịch sử dân tộc trải qua mấy nghìn năm phấn đấu, đỉnh cao của ý chí quật cường, sức mạnh của cộng đồng, tầm cao trí tuệ của dân tộc hòa quyện với chủ nghĩa Mác-Lênin, tư tưởng Hồ Chí Minh với xu thế của thời đại vì hòa bình, dân chủ và tiến bộ xã hội, vì độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội. 

Sau vụ nổ ở Hiroshima, Tổng thống Truman tuyên bố, "nếu bây giờ họ không chấp nhận các điều kiện của chúng ta, họ sẽ phải gánh chịu cơn mưa tàn phá từ trên trời, những thứ chưa hề được biết đến trên Trái Đất". Ngày 8 tháng 8 năm 1945, những truyền đơn được thả từ trên không, những cảnh báo phát tới Nhật Bản từ Đài phát thanh trên đảo Saipan (khu vực Nagasaki đã không nhận được những truyền đơn này cho đến ngày 10 tháng 8 mặc dù chiến dịch rải truyền đơn trên toàn Nhật Bản đã bắt đầu trước đó cả tháng).

Chính phủ Nhật Bản vẫn không phản ứng gì với Tuyên bố Potsdam. Thiên hoàng Hirohito, chính phủ và Hội đồng chiến tranh vẫn đang xem xét bốn yêu cầu đổi lấy sự đầu hàng của Nhật: duy trì kokutai (tổ chức đế quốc và thể chế quốc gia), giao cho các cơ quan đầu não của đế quốc trách nhiệm giải trừ vũ trang, và giải trừ quân bị, không chiếm đóng Nhật Bản và ủy quyền cho chính phủ Nhật Bản trừng phạt tội phạm chiến tranh.

Bộ trưởng Ngoại giao Xô viết Vjacheslav Mihajlovich Molotov ngày 5 tháng 8 thông báo tới Tokyo về việc hủy bỏ Hiệp ước trung lập Xô-Nhật. Chỉ vài phút sau nửa đêm ngày 8 tháng 8 giờ Tokyo, bộ binh, thiết giáp và không quân Liên Xô mở cuộc tấn công đội quân Quan Đông ở Mãn Châu. Bốn giờ sau đó, rạng sáng ngày 9 tháng 8, Tokyo nhận được lời tuyên chiến của chính phủ Liên Xô. Giới quân sự cấp cao của lục quân Nhật Bản, với sự ủng hộ của Bộ trưởng chiến tranh Anami Korechika, bắt đầu chuẩn bị ban hành lệnh thiết quân luật trong cả nước nhằm ngăn chặn bất kỳ kẻ nào nỗ lực cho hòa bình.

Trách nhiệm chuẩn bị cho nổ quả bom thứ hai được giao cho Đại tá Tibbets, chỉ huy phi đoàn 509 ở Tinian. Dự kiến đánh bom ngày 11 tháng 8 tại Kokura, trận đột kích chuyển sớm lên để tránh thời gian 5 ngày tiết trời xấu bắt đầu từ ngày 10 tháng 8. Ba quả bom ở tìnn trạng tháo rời đã được chuyển đến đảo Tinian với ký hiệu ghi bên ngoài F-31, F-32 và F-33. Ngày 8 tháng 8, việc kiểm tra lần cuối cùng hoàn thành ở Tinian bởi Thiếu tá Charles Sweeney, người sẽ lái chiếc B-29 Bockscar thả bom. Việc lắp rắp F-33 cho công tác kiểm tra và F-31 được dùng cho nhiệm vụ ngày 9 tháng 8.

Cho tới ngày 9 tháng 8, Hội đồng chiến tranh của Nhật vẫn giữ 4 điều kiện đổi lấy việc đầu hàng. Cùng ngày đó, Thiên hoàng Hirohito ra lệnh cho cố vấn Kido Koichi "nhanh chóng kiểm soát tình hình" "bởi Liên Xô đã tuyên chiến với chúng ta". Ông chủ trì cuộc họp trong đó ông ủy quyền cho Bộ trưởng Ngoại giao Togo Shigenori thông báo cho phe Đồng Minh rằng Nhật Bản chấp nhận những điều kiện của họ với một điều kiện là việc tuyên bố đầu hàng "không có một yêu cầu nào xâm hại đến quyền của Thiên hoàng".

Ngày 12 tháng 8, Thiên hoàng thông báo với hoàng gia về quyết định đầu hàng của ông. Một người chú của ông, hoàng tử Asaka, hỏi liệu chiến tranh có thể tiếp tục nếu thể chế quốc gia (tức là ngôi vị Thiên Hoàng) không còn giữ được. Vua Hirohito chỉ đơn giản trả lời "tất nhiên". Bởi các điều kiện của phe Đồng Minh có vẻ không động chạm đến nguyên tắc bảo tồn Hoàng quyền, Hirohito ghi âm lời tuyên bố đầu hàng ngày 14 tháng 8 để thông báo rộng rãi toàn nước Nhật mặc dù có một sự nổi loạn ngắn ngủi của những người hiếu chiến chống lại lệnh đầu hàng.

Trong những năm sau chiến tranh, có khoảng 40.000 binh lính Mỹ chiếm đóng Hiroshima và 27.000 tại Nagasaki.