По приблизительным оценкам специалистов из общего количества погибших в Хиросиме (140 - 200 тысяч) примерно 70-80 тысяч человек погибли одновременно, в момент взрыва бомбы, причем из этого числа погибших еще несколько десятков тысяч непосредственно вблизи огненного шара просто исчезли в доли секунды, распавшись на молекулы в раскаленном воздухе: температура под плазменным шаром достигала 4000 градусов Цельсия. Находившиеся ближе всего к
эпицентру взрыва погибли мгновенно, их тела обратились в уголь. Пролетавшие мимо птицы сгорали в воздухе, а сухие горючие материалы (например, бумага) воспламенялись на расстоянии до 2 км от эпицентра.
Световое излучение вжигало тёмный рисунок одежды в кожу и оставляло силуэты человеческих тел на стенах. Находившиеся вне домов люди описывали ослепляющую вспышку света, с которой одновременно приходила волна удушающего жара.
Взрывная волна для всех находившихся рядом с эпицентром следовала почти немедленно, часто сбивая с ног. Находившиеся в зданиях, как правило, избегали воздействия светового излучения от взрыва, но не взрывной волны — осколки стекла поражали большинство комнат, а все здания, кроме самых прочных, обрушивались. Одного подростка взрывной волной выбросило из его дома через всю улицу, в то время как дом обрушился за его спиной. В течение нескольких минут 90 % людей, находившихся на расстоянии 800 метров и меньше от эпицентра, погибли
[19].
Взрывной волной были выбиты стёкла на расстоянии до 19 км. Для находившихся в зданиях типичной первой реакцией была мысль о прямом попадании авиабомбы.
Многочисленные небольшие пожары, которые одновременно возникли в городе, вскоре объединились в один большой
огненный смерч, создавший сильный ветер (скоростью 50—60 км/час
[15]), направленный к эпицентру. Огненный смерч захватил свыше 11 км² города, убив всех, кто не успел выбраться в течение первых нескольких минут после взрыва.
