1945年4月13日星期五，風和日麗。這一天，《我的日子》專欄作家（羅斯福夫人）並未發稿。早上6點半，在西北區康涅狄格大道1701號公寓裡，哈里·杜魯門輾轉反側，恍若覺得有特別緊急的事情在催促著自己。他突然想起來，自己已是美利堅合眾國的總統，立刻從床上一躍而起，抓起旁邊的衣服，好像要立刻行動起來。正如他之後在回憶錄中解釋的，他長期觀察羅斯福總統，從而堅信羅斯福所言：「當總統就如同騎老虎，要麼抓住不放，要麼被吞進肚子……我從未覺得自己放鬆過，哪怕是一秒。」
杜魯門絕對是一個堅毅的騎手。密蘇里州農場上長大的孩子具有中部邊地的頑強力量和敏銳的頭腦，相比於包括羅斯福在內的大多數總統，杜魯門對於世界歷史有更透徹的理解，只是當時尚未引起注意。《時代週刊》寫道：「上星期，杜魯門的朋友幾乎一致認為，他不會是一位偉大的總統。」眾議院議長薩姆·雷本認為，杜魯門「大事都正確，小事錯誤多」。他剛當上總統那段時間，沒什麼大事發生，國民都認可羅伊·羅伯特刊登於《堪城星報》上的評論：「哈里·杜魯門不是一個搗亂的人。」對於羅伯特和其他保守人士而言，他們的新總統是個脾氣好、能力差、衣冠楚楚的政客，以前只是個男裝商人，講起話來不溫不火、不痛不癢，而且還帶有濃重的中西部口音，比艾爾弗·蘭登的口音還要重。於是，謠言四起：讓他做滿羅斯福總統的第4個任期吧，以後再沒有人記得他了。
他們就是這樣看待新總統的，這也正是杜魯門最開始給人的印象。那時候，美國政界相信，杜魯門成為1944年副總統候選人是黨內力量妥協的結果，羅斯福對此也從未予以否認。如果回憶錄中的內容真實可靠，那麼羅斯福和杜魯門共同競選成功後，確實很少提及杜魯門這個人。結果就是，杜魯門入主白宮，成為美國曆史上最缺乏準備的總統。
任何轉變總要經過一段艱難時期。羅斯福的光環的確無人可及，而他的繼任者給人的印象，活像是個來華盛頓短期旅行的鄉下表弟，自慚形穢。根據杜魯門自己的回憶，當上總統的第一天，美國特勤局人員來住處接他下樓，他竟然不覺得自己已是美國的最高領導人。一位新聞記者尊稱他「總統先生」，他卻回答：「我倒希望你別這樣叫我。」在白宮匆匆宣誓就職後，他發表了第一次公共演講，他說：「我將盡我最大的努力，按照我們的總統的做法繼續下去。」於他而言，或是對絕大多數選民來說，那位在沃姆斯普林斯去世的男人仍是他們的「總統」。
上任後的第一個星期五的早晨，杜魯門在人行道邊招呼一名美聯社記者：「喂，託尼，你若是去白宮，不如和我一起走吧。」特工人員很頭疼。來到市中心，總統又堅持要步行去銀行辦事，這讓特工人員緊張起來。這些特工人員還不習慣一位總統到處走來走去。新總統喜歡步行的訊息很快傳遍了附近的幾個街區，也造成了有史以來最嚴重的交通堵塞。杜魯門只得妥協，承認警衛的顧慮是對的——總統是不能親自去銀行的，只能讓銀行來找總統。他享受人們對他的敬意和順從，但當有人提及他的新職務時，他就會向白宮記者團抱怨：「如果當記者的也能祈禱的話，夥計，幫我祈禱祈禱吧！」
從實際情況看來，他的行為還算正常。羅斯福的離世使每個人都焦躁不安。前一天，杜魯門正式宣誓就職（此前，為了找一本《聖經》而弄得人仰馬翻），一名糊塗的最高法院大法官以為總統的中間名「s」是「希伯」的縮寫，但事實上它只是一個字母而已，不代表任何意思。之後，杜魯門深情款款地親吻了《聖經》。那時，杜魯門對於指揮戰爭的認識，不比《華盛頓郵報》的日常讀者多。事實上這份報紙是他獲得戰事訊息的主要來源，羅斯福從未向他透露過任何戰況，他也從未踏入過白宮作戰室半步。更讓人難以置信的是，上任的第一天，他還從未聽說過原子彈，而約瑟夫·斯大林對於曼哈頓計劃幾乎瞭如指掌。史汀生本想向杜魯門就相關情況做簡短的彙報，卻無奈沒有時間。正如杜魯門所言，第二天，吉米·伯恩斯來找他，但並未透露太多細節，只是表情嚴肅地說正在製作一種炸彈，威力足以摧毀整個世界。當時，來自密蘇里州的杜魯門只是驚奇地望著眼前這個人。將近兩星期後，他才聽到關於洛斯阿拉摩斯進展情況的全面彙報。後來，上將萊希又一次以爆炸專家的口吻提及此事，稱這個計劃純粹是在浪費納稅人的錢，「史上最愚蠢的事莫過於此」。
在華盛頓，那些老練世故的人熱衷於談論關於杜魯門笨拙的傳聞。但是這些傳聞並未摻雜著反對羅斯福那樣的惡意，有時還充滿了滑稽。新總統在一場音樂會後，被邀請到後臺與演奏家見面。杜魯門當副總統時，曾被拍到與女明星勞倫·白考爾一起彈奏鋼琴，白考爾坐在鋼琴上，細長的雙腿暴露無遺。演奏者禮貌地低聲說：「我知道總統你也會彈鋼琴。」總統謙虛地回答：「哦，不，哪能跟大師你相提並論。」這些趣事背後真正的意義在於，杜魯門總統也會和別人打趣，嘲諷絲毫不會影響他。他有自知之明，這樣的性格在華盛頓確實很少見，他以自己的樸實無華為榮，這種品質更是少見。
可以肯定，杜魯門確實缺乏魅力，處事不夠老練，不具備總統該有的才華和魅力。但千百萬對羅斯福高高在上的莊嚴感到畏懼的人，卻為哈里·杜魯門的質樸和謙遜感到愉悅。羅斯福打算同胡佛競選總統，事前連自己的妻子都不知情；而杜魯門宣誓就職後，給住在密蘇里州格蘭德維尤的91歲的母親打了個電話。自從羅斯福去世的訊息從沃姆斯普林斯傳出後，杜魯門位於格蘭德維尤的老家就被新聞記者和攝影記者重重包圍，不斷有人打來電話、按門鈴，或是從窗外往裡偷窺。老杜魯門夫人全然不在意這些。她接了兒子打來的電話，兒子儘量安慰她說一切都好，只簡單說道：「媽媽，我太忙了！可能有一段時間不能給你寫信了。」杜魯門回到家裡，一放下檔案，就同貝絲和瑪格麗特來到好客的鄰居家。用他的話說：「他們晚飯吃了火雞，留下了一些給我們，我可是從中午到現在一點兒東西都沒吃啊。一躺在床上就睡著了，把當天的事情全拋在腦後。」杜魯門一家人從沒想過麻煩白宮的廚房，更不會想到派人去飯店點些飯菜回來。和大多數「大蕭條」時期過慣苦日子的家庭一樣，精打細算是必不可少的生活課題。在他每星期寄往密蘇里州的信裡描述了得知羅斯福總統辭世，他心裡是何等的謙卑——「我到了賓夕法尼亞大道上那個通往美國最著名宮殿的入口，兩個接待員來迎接我……」又說起康涅狄格大道上的公寓：「我們的傢俱還在那兒，可能有一段時間不會回去住……這個月的房租我已繳，如果白宮的房子下個月還沒有佈置好，我還要再繳房租。」杜魯門在信的最後寫道：
過去的6天是我一生中最難熬的日子。4月12日晚上7點9分，我宣誓就職，現在是4月18日晚上9點，我做了6天的總統，真難以置信。今天也很不尋常。我準備睡覺了，但還是想先寫完這封信。等我在白宮安頓好後，你們倆可以來看看我們。憂慮重重的兒子和兄弟向你們問好。
哈里
埃莉諾·羅斯福遷出白宮前，杜魯門一家住在賓夕法尼亞大道上白宮對面的布萊爾國賓館。瑪格麗特在日記裡回憶道：「這兒非常漂亮，古雅而又名貴。來訪的高官都在這兒下榻。但下榻於此的美國總統，父親還是第一個。」後來幾天，她一直都興高采烈。她在4月22日的日記中寫著：「今天我和爸爸、媽媽去了沃爾特·裡德教堂，還去拜訪了潘興將軍。我真是太開心了！」1945年，像「裝模作樣」和「平庸」這樣的貶義詞還沒有出現，但「鄉巴佬」卻被華盛頓那些好事之徒扣在瑪格麗特和她整潔的父親頭上。杜魯門成了他們嘲諷的物件：雙排扣灰色西裝，配上雙色花男鞋。杜魯門第一次對全國發表演說時，竟忘記了先讓議長薩姆·雷本介紹，雷本只得硬著頭皮打斷講話：「哈里，等我先介紹一下你。」華盛頓政壇俏皮地說：「犯錯誤對杜魯門來說是常事。」至於貝絲·杜魯門的事情，則鮮為人知。後來，一位記者從密蘇里州獨立市找到了她兒時的玩伴亨利·奇利斯，才瞭解到了貝絲的一些情況。「她是個了不起的女孩，」奇利斯興奮地說，「我認識的女孩中，她是第一個會用牙縫吹口哨的。」
哈里·杜魯門通常不會在意外界對自己的批評，但誰要是詆譭了他的妻子和女兒，可就不同了。瑪格麗特首次以職業歌手的身份在憲法大廳演出後，《華盛頓郵報》音樂評論家保羅·休姆稱總統之女「唱得不好，許多地方含混不清，她的歌聲沒有向聽眾傳達出任何感情」。這份報紙送抵白宮後不久，他就收到了白宮總統的親筆書信：
我剛看到你對瑪格麗特表演的蹩腳評價……給我的感覺是，你只不過是一個受到挫敗的糟老頭子……有朝一日希望有機會遇上你，到時候，小心你的鼻樑會斷，還要用鮮牛排來敷你那瘀青的雙眼，說不定還需要個護腰。
哈里·s·杜魯門
瑪格麗特覺得很沒面子，她告訴記者：「我相信父親絕對沒說過那樣的話。」說完就哭著跑上樓。杜魯門也只得承認「有時人性的弱點左右著我」（休姆在第二天的評論中，以「如果我還能斗膽發表言論的話」開篇）。但沒有人留意，大家以為這件事就這麼過去了。然而，包括國會議員理查德·m·尼克松在內的共和黨人，都認為當總統應該做得更體面。
對杜魯門的批評者而言，他就是個笑話，還是個低階的笑話。羅斯福的言談舉止至少像位國家元首，總不會忘了自己的身份去呵斥一個音樂評論家，也不會在另外一份公文中怒氣衝衝地說美國海軍陸戰隊「有一架宣傳機器，可以與斯大林的相媲美」。一走出華盛頓，杜魯門的舉止就像出席全國代表大會的退伍軍人協會會員。在佛羅里達州，他頭戴白色帽子，身著五顏六色的夏威夷花襯衫，手持特大號手杖；同溫斯頓·丘吉爾前往密蘇里州富爾頓途中，他竟然戴起了列車司機的帽子，還興致勃勃地開著列車；在堪薩斯城，他又鑽進了弗蘭克·斯皮納的理髮店，還同弗蘭克開玩笑說：「別用任何香波，我受不了那股味道。」報界把這些都刊登出來，包括他登上「聖牛」號時和母親吻別，以及他母親最後說的話：「要做個好人，也要帶點兒剛強勁兒。」
羅斯福下葬後的那段日子裡，沒人對新總統有過多的期望，只有小部分人漸漸得出結論：從某些標準來著，杜魯門也算是個好人，也帶點兒剛強勁兒。討論戰事時，馬歇爾和萊希只要彙報一次，他就能弄明白；軍隊、戰艦名、作戰計劃、敵人部署以及後勤供應的資料，他都能記得一清二楚，而且在分析時還能準確引用。上任第一個星期還未結束，杜魯門就著手處理棘手的巴勒斯坦問題，準備參加在舊金山召開的第一屆聯合國會議，改組了華盛頓的官僚機構，還調遣了三名內閣成員。他差一點兒否決了艾森豪威爾的意見：主張派遣美軍前往柏林和布拉格。這也是他一生中難得沒有聽從自己直覺的一次，否則歐洲的歷史可能要改寫了。駐莫斯科大使埃夫里爾·哈里曼對這位新任總統一無所知，坐著飛機橫跨亞歐大陸和大西洋回國彙報（當時是創紀錄的）。4月23日星期一，哈里曼來到白宮橢圓形辦公室：
我僅和杜魯門總統談了幾分鐘，就發現他對形勢瞭如指掌。真不可思議！我頓時也覺得鬆了一口氣。數月來，我發給國務院的所有報告，他都看過。他非常清楚戰爭的情況，而且深刻理解其意義。
羅斯福曾嘗試過博取蘇聯人的歡心，但杜魯門對他們卻直言不諱。v·m·莫洛托夫和安德烈·葛羅米柯一道走進總統辦公室，杜魯門直截了當地告訴二位，美國和英國都遵守了雅爾塔協議的各項規定，但信守承諾不是單方面的。莫洛托夫回答說，蘇聯同樣忠於自己的諾言。杜魯門堅決反駁，立刻告訴莫洛托夫，在波蘭的事情上，蘇聯並未如此，如果紅色傀儡繼續霸佔著東歐不放，波蘭就絕不會被允許加入聯合國。而且杜魯門希望莫洛托夫將這些話原封不動地帶給斯大林。莫洛托夫憤怒地回答：「有生以來，還沒有誰這樣對我講話。」杜魯門冷冷地回了句：「遵守協議就不會有人這樣對你講話了。」陪同總統會見的哈里曼後來回憶道：「總統對莫洛托夫的態度非常堅決，事實上，我當時真有點兒擔心。但我不得不說，我為這位新總統感到自豪。」
從海德公園回來後，杜魯門邀請伯恩斯加入新內閣，出任國務卿。以總統的話說，伯恩斯「幾乎跳起來表示不同意」。4月30日，新任副國務卿迪安·艾奇遜給兒子寫信說：「新總統幹得十分漂亮。」他還說，羅斯福辭世兩天前，自己偶然有機會和杜魯門詳談過。「從此就對他有了深刻印象：杜魯門為人耿直、有決斷力、老實誠懇……我想他會很快上手，取得人們的信任。由他而不是亨利·華萊士做總統，這是美國人的福氣。」
馬歇爾、萊希、哈里曼和艾奇遜等人很快就為杜魯門所折服，其他人則需要較長時間才佩服他。然而，還有一些人需要當頭一棒才能覺醒，杜魯門正好專精於此。杜魯門決定任命密蘇里州的一位老朋友約翰·斯奈德出任財政部長。他叫來了前任部長耶西·瓊斯，告訴他這個訊息。瓊斯感到很突然，他本以為事先會和他商量一下，便問：「是‘總統’生前的決定嗎？」
杜魯門回答道：「不，是總統剛決定的。」
4月底，《日內瓦論壇報》頭條醒目地寫著：戰事發展迅速，節節勝利。5月1日，德國元首的死訊傳來。當晚，朱莉·安德魯斯第二次見到倫敦燈火通明。5月2日，柏林被攻克。稍後，在義大利的德軍投降。兩天後，駐紮在荷蘭、丹麥和德國西北部的德軍司令們紛紛投降。5月7日，德國最高統帥部參謀長阿爾弗雷德·約德爾將軍偕同其屬下在法國蘭斯簽署了無條件投降協議書。與此同時，在柏林，德國最高統帥部長官、陸軍元帥威廉·凱特爾在蘇聯元帥格奧爾基·朱可夫面前同樣不好受地簽署了投降書，正值夜裡11點半。這是人類歷史上的第一次，整個國家的全部武裝力量，包括服役士兵、海陸空三軍，都淪為戰俘。接下來的一星期裡，所有司令員、軍官把軍隊撤回到指定地點，取消所有命令，校準手錶以便同時全面停火。1945年5月8日是第二次世界大戰歐戰勝利紀念日，也是哈里·杜魯門的61歲生日。上午9點，杜魯門通過廣播講話。（同一時刻，丘吉爾在倫敦、斯大林在莫斯科向國人宣佈勝利的訊息。）杜魯門第一句話是：「盟軍經歷了無數的犧牲和英勇奉獻，在上帝的保佑下……」幾乎沒有人記得他接下來說了什麼。人們聚集在大街上和時代廣場上，華爾街上的大廈窗戶裡扔出整卷綵帶，芝加哥盧普區、波士頓公園、好萊塢和文蘭城、印第安納波利斯的戰爭紀念碑周圍，以及華盛頓各大商場、學校、軍工廠裡，只要有地方就有歡呼舞蹈的人們，有時沒地方也能跳，比如商店櫥窗、電話亭、電梯裡。男人想親吻，女人想被親，此時此刻，他們有權利忘記在大洋彼岸還有一場更令人頭疼的戰爭。那個帝國比德國法西斯更強大，更有決心繼續作戰，甚至不惜戰鬥到最後一個人，以迫使敵人付出最大代價。歐戰勝利並沒有擊垮日軍計程車氣，天皇仍然高高在上，整個民族都甘願為他賣命，這是不朽的保證。東京對所有愛好和平者的訴求，都一樣回答：不投降，永不投降。
自12月26日巴斯托涅解放以來，歷史飛速前進。9月裡，勝利接踵而至，當時的倖存者往往並不瞭解戰爭情況，因為許多人根本沒時間也沒心思收聽新聞。士兵仍留在兵員補充中心、食堂、醫院、駕駛艙中或戰艦上，他們正在懷念死去的戰友，正在術後休養，正在重讀親人的來信，或是請同伴簽名留念，以打發這段無聊的時間。在美國國內，家中的母親、妻子迎接受傷的兒子或丈夫歸來，或是憂慮地檢視傷亡名單上是否有親人的名字。這時，廣播電臺評論員廣播往往沒人聽，到處都扔著沒人看的報紙。幾個月的時間裡，人間活像一個萬花筒，混亂不堪。
混沌中，震驚世界的大事發生了。《聯合國憲章》在舊金山簽訂；溫斯頓·丘吉爾這一美國人眼裡堅韌不拔的化身，在英國工黨以壓倒性優勢獲得選舉的勝利後，被掃地出門；麥克阿瑟重新佔領菲律賓群島；戰爭實驗室裡提煉出神奇藥物（當時「藥物」還是褒義詞sup/sup）；當了11年紐約市長的菲奧雷洛·h·拉瓜迪亞也下臺了；為人所熟悉的「債券」牌子（號召民眾購買戰時債券）從時代廣場撤下。人們聽聞納粹集中營屠殺了600萬猶太人和日本神風特攻隊駕駛裝滿彈藥的戰鬥機衝向美國軍艦的滔天罪行，已無心瞭解所謂無人駕駛的v–2導彈。最終，日本兩座城市被美國完全摧毀，一座城市如丹佛大小，另一座則比紐瓦克市還要大些。
歐戰的勝利雖然讓夏威夷以西的人們看到了希望，但還不至於令他們歡呼雀躍。歐洲戰場似乎是其他人的戰場，對這些島上的人來說，歐戰勝利的意義只是早日從歐洲得到增援而已。太平洋戰場的老兵總唸叨一首打油詩：「45年活著回家，46年重返鄉下，47年回到天堂，48年抵達金門。」那些與日軍交戰計程車兵都明白，除非幸運地受傷（傷勢嚴重到不再能參戰，但其他事都能做），否則能回家的希望非常渺茫。與日軍作戰計程車兵，都知道45年、46年甚至47年都不大可能回家。大多數人只企盼能在48年回家。但戰鬥一場接一場，重傷犧牲的可能性不斷增加。華盛頓參謀長聯席會議也認同這樣的看法。攻佔不足8平方英里、滿是火山灰的硫磺島，就賠上了25849名士兵的性命，佔登陸部隊總人數的1/3；攻打沖繩島，犧牲了49151名士兵，神風特攻隊在沖繩上空向美國戰艦俯衝，炸沉34艘軍艦，還重創368艘艦艇。如果日軍在其防禦邊界的外圍島上就能造成如此重大的傷亡，那麼在日本本土142007平方英里的領土上，他們會是多麼可怕！恐怕就和在塞班島的情況一樣吧，每個拿得了手榴彈的平民百姓，都會和軍隊一起作戰。sup/sup
雅爾塔協議保證英美聯軍將獲得蘇聯的全面支援，參謀長聯席會議做出了有根據的預測。如果11月1日成功登陸日本九州島，在仲冬進攻本州島，預計陣亡人數將超過歐洲戰場和太平洋戰場犧牲人數的總和。史汀生在1947年2月的《哈潑斯》雜誌上寫道：「我聽聞此次作戰，光美國士兵傷亡人數就可能有100多萬。」（「二戰」中，美軍為攻破日本在太平洋的外圍防線，傷亡總計170596人。）麥克阿瑟將軍對此更加不樂觀，他說，到目前為止，和美國陸軍與海軍陸戰隊作戰的都是孤立無援的島上駐軍。而日本陸軍有五六百萬人，數千噸彈藥藏於地下洞穴，還從未在戰爭中失敗過。他們正在從中國戰場撤回軍力保衛日本本土，並挖掘戰壕。除非將日本所有島嶼封鎖，餓死所有人（但這是最不人道的做法），否則總得對付這些部隊。麥克阿瑟預言，這將是人類歷史上最慘烈的殺戮。他預料在11月1日完成搶灘時，傷亡就會有5萬人左右。進攻本州島之前需要精密部署，因為藏匿在地下飛機庫的5350架神風飛機隨時可能會同許多艦艇同歸於盡。最後，麥克阿瑟提醒華盛頓政府，還有可能找不到有組織的敵軍作戰，因為日軍可能隱藏於山林，打游擊戰，到時這場戰爭可能會持續10年之久，盟軍的傷亡量將難以預計。
帶著他的預想，杜魯門準備前往柏林西南17英里、波茨坦的勃蘭登堡參加會議。那時候，他已經決定爭取同蘇聯紅軍合作。巴頓將軍向英國人宣佈，英美應加強戰後的雙邊關係，「因為，毋庸置疑，統治世界是我們的歷史使命」。史汀生連忙做出回應，告訴媒體巴頓所說的只是他的個人看法。美國報界勸巴頓注意自己的公開言論，他的發言應只限於「齊步走」、「刺刀」和「射擊」這類口令。馬歇爾將軍告訴記者，如果蘇聯不與美國結盟，還需要增加一倍的美國士兵奔赴歐洲戰場。當時，艾森豪威爾將軍飛往蘇聯克里姆林宮，希望進一步加強莫斯科和華盛頓的合作關係。蘇聯將軍敬佩他，政治委員們欣賞他，約瑟夫·斯大林也面帶微笑地歡迎這位尊貴的客人。斯大林還把自己的照片送給艾克，親自授予他蘇沃洛夫勳章和勝利勳章。勝利勳章是一枚華麗的裝飾物，這可能是除了荷蘭威廉敏娜女王授予的鑲有珍珠的金劍之外，他收到的最貴重的獎章。這個星形的白金勳章，直徑約3英寸，鑲有91顆重達16克拉的鑽石。然而，這竟然成了歷史的一大諷刺：這枚名貴勳章的獲得者，後來當上了美國總統，竟然讓一切受過蘇聯獎章的人流離失所，被國會委員會恐嚇，被鄰居們當街驅逐。但1945年，這一切都還只是難以預知的未來。這時候，世界上的兩個新晉超級大國還能暫時和平共處。艾森豪威爾博得了斯大林的歡心，為美國立下了功勞，如果這一年夏天沒有那兩朵蘑菇雲的出現，這一功績也許會更顯著一些。
斯大林當時可閒不下來，要在克里姆林宮接待盟軍的最高統帥，又要在波茨坦對美國新任領導人做出估量，還得忙著研究美國尚未測試的超級武器的情報，英國稱其為「合金管」，史汀生稱之為「x」，參謀長聯席會議叫它「s–1」，橡樹嶺那些少數參加此計劃的科學家稱之為「s–y」，而在其存放地——洛斯阿拉摩斯技術區的更少數科學家卻稱之為「新玩意兒」。
這個科學界最偉大的成就，將成為史上最昂貴、最有效的大規模殺傷性武器——如果它能成功爆炸，但沒有人敢保證。同時，軍事保衛部門還不知道福克斯–戈爾德–羅森堡–格林葛拉斯的洩密事件，所以做的安排依然滴水不漏，甚至未透露這種「新玩意兒」真實存在。當年春，75名飛行員被選中派往美國猶他州的溫多弗機場，組成第20航空隊第21轟炸指揮部第313飛行聯隊第509混合大隊。沒人知道第509混合大隊的任務是什麼，隊員都是自願參加的，如若問他們自願服務什麼，得到的答案只是：這一組織「將執行某種特殊任務」。
他們知道是特殊任務，他們的飛行訓練與眾不同。一架b–29轟炸機要模擬獨立高空襲擊，另外兩架戰機觀測是否有異常天氣，尤其是閃電風暴。負責轟炸的單機並不攜帶b–29轟炸機常規攜帶的巨型高效能爆破彈，取而代之的是一個巨大的奇形怪狀又威力一般的炸彈。事實上，這顆炸彈是洛斯阿拉摩斯所造裝置的外殼的精密複製品，是按照那個裝置藍圖製造的。與此同時，第一顆原子彈就快完成了，第509混合大隊摸不清這是什麼門道，甚至在被派往距日本射程很近的提尼安島執行任務時，仍然一無所知。他們在島上繼續訓練的同時，年輕的核物理學家菲利普·莫里森博士在島上主持修建一個先進的實驗室。飛行員不認識莫里森博士，對他們來說，說不定他只是在這裡建立一個隨軍小商店而已。更荒唐的是，他們不斷接到危險警告，但就他們所知，這些危險根本不存在。華盛頓的某些人覺得他們會面臨失明的危險。他們在飛行過程中，被要求戴上電焊工用的護目鏡，當投彈手開啟彈倉後，絕不能往轟炸目標方向張望。
每晚黃昏時分，b–29轟炸機起飛前往日本執行任務。莫里森博士之後告訴參議院委員會：「我們常坐在珊瑚礁上，觀看第313飛行聯隊的實戰演練。」大部分戰機將於第二天清晨返回，排成一條長線，就像項鍊上的珠子，從頭頂到天際，一字排開。一眼望去，能同時看到10或12架飛機，每兩架之間相距兩英里；一架飛機著陸，另一架立刻接上，視野中永遠有同等數量的飛機。空蕩蕩的場地頓時停滿了戰機，一兩個小時內，所有的戰機就都返回了。
對於莫里森而言，這一幕非常壯觀，但對第509混合大隊而言，這簡直就是每日的難堪。他們都是最優秀的飛行員，安逸會消磨他們計程車氣。他們飛抵提尼安島時，「東京玫瑰」指名他們隊伍的番號問候他們，也許其知道情況。更讓他們難堪的還是來自第313飛行聯隊其他飛行員（負責夜襲日本領土）的奚落。他們每晚都要在「帝國」（這是飛行員們對日本的稱呼）上空閃避高射炮火，有的犧牲了，有的負傷而歸，但是第509混合大隊的飛行員執行任務的地點只是日本貧瘠的荒蕪地帶，又是毫無戰略意義的地區，因此，根本沒有遇到過高射炮。他們會不時接到投炸彈的命令，但不過是一種小型炸彈而已。對於他們而言，如此令人困惑的任務簡直有辱飛行員的身份。更大的侮辱是，另一組投彈手編了一首打油詩嘲笑他們：
秘密大隊飛向天空，
無人知曉他們行蹤。
明天又會平安歸來，
誰也不知去了哪裡。
請別問我有何結果，
除非你想自找麻煩。
但知情人會告訴你，
第509隊將決定勝負。
「東京玫瑰」似乎無所不知，也不知從哪裡得到這首諷刺的打油詩，嘲笑「第509隊將決定勝負」。
5月底，提尼安島上被遺忘的人迎來了一位高個子科學家，名叫路易斯·w·阿爾瓦雷茨。島上沒人知道阿爾瓦雷茨的經歷，即使知道，也不會相信。他冒的生命危險比任何人都要大，他在遙遠的峽谷工作，離住宅區和洛斯阿拉摩斯技術區都很遠。他完善了原子彈複雜的衝放裝置，稱其為「槍式」裝置。這個炸彈內有兩半，一半的鈾235充當子彈去撞擊另一半鈾235。阿爾瓦雷茨裝置現在能精確到百萬分之一秒，這種完備的技術設施足以解答一年半前芝加哥阿隆索·斯塔格運動場空曠看臺下解決不了的問題。
以下是1945年春炸彈的形態及其研發秘訣：
黑色「鯨型」精密加工，直徑28英寸，長10英尺。整套裝置重9000磅，其中大部分是壓艙物，鈾芯僅重22磅。（假設爆炸100%有效，2.2磅的含鈾量已足夠，但研發初期，能達到10%的成效就已經很不錯了。）不僅要將22磅重的鈾分離處理，而且，使導彈核心質量不相等也很重要。「子彈」部分約重5磅，「靶子」部分約重17磅。顯然，將兩部分分隔開的隔屏（或叫封套）至關重要，它的首要作用是使分裂鈾235原子的快中子不能直接衝擊。如果隔屏失效，那第509隊就什麼也做不成——連同那些愛起鬨的人，以及整個提尼安島都將被炸為烏有。芝加哥的反應堆裡，提純過的石墨用於防止中子衝擊，但要製造一枚炸彈可比建立反應堆困難得多。當德國的核物理學家第一次聽說美國成功爆炸了一枚原子彈時，古德斯密特報告，他們相信「美國扔向廣島的只是一個完整的鈾反應堆而已」。因為行動式炸彈中的石墨並不能發揮功效，在新墨西哥州的盟國科學家花了數月時間，搜尋其他能壓制中子衝擊的物質，洛斯阿拉摩斯技術區稱這種物質為「融合芯」。這種中子反射器必須是高密度的金屬物，黃金是可行的，奧本海默就曾認真考慮過申請一些黃金，後來一種合金也被證明可行，於是原子彈兩個半邊的鈾235就用合金纏繞著，外面是一層層的彈片，直到b–29轟炸機的炸彈艙被整個塞滿。和普遍認識相反，這種炸彈不是用降落傘投向目標的。b–29轟炸機速度很快且飛得很高，有時間讓飛行員及機組成員逃離現場，因此原子彈可直接投擲，但並未接觸地面。根據阿爾瓦雷茨原理，為了發揮最大功效，原子彈在目標（洛斯阿拉摩斯術語稱目標為「零點」）上空就會觸發爆炸。真正的導火線是戴維·格林葛拉斯為哈里·戈爾德在報紙上畫的那種透鏡，現存於莫斯科。在這種神奇的微力矩作用下，通過遠端控制炸彈，使中子迅速聚結，千萬分之一秒內，原子彈即可被引爆。
無論格羅夫斯將軍有何顧慮，他還是不得不假定這種裝置不會走火。格羅夫斯是一名軍人，為人忠誠。這個專案已經耗費了20億美元（這筆錢分散在諸多撥款專案中，瞞著國會弄來的），已經別無選擇，只能硬著頭皮走下去。早在1944年12月30日，巴斯托涅的居民還實行著定量減半的食物配給制，太陽旗還在硫磺島和沖繩上空飄揚，格羅夫斯在給馬歇爾將軍的書信中寫道，他「有理由相信」一種槍式原子彈將在下一年投入使用。那時，格羅夫斯認為初步的測試完全沒有必要。據他估計，第一顆原子彈將在1945年8月1日準備就緒，第二顆將在1946年1月1日研製成功，第三顆則再遲一些，時間尚未確定。
4月24日，史汀生和格羅夫斯來到橢圓形辦公室，杜魯門第一次聽到了有關曼哈頓計劃的完整彙報。總統聽完後，頓時癱坐下來。史汀生告訴杜魯門，方案有少許變化：7月中旬，將在靠近洛斯阿拉摩斯無人居住的沙漠地區進行一次測試。史汀生表示，如果成功，試驗裝置將釋放出500噸tnt當量，而第一次在實戰中爆炸的原子彈的威力將是其兩倍，相當於1000噸tnt當量。如果要顯示這些人對即將誕生的怪物知之甚少，這些資料就足以說明，因為實驗證明第一顆導彈釋放出了20000噸tnt當量。儘管如此，杜魯門還是很謹慎。4月24日的新聞稿中出現了杜魯門對這顆原子彈的首個決定：探索是否有其他辦法。由兩組人員研究，一個是軍方和非軍方人員組成的臨時委員會，一個是科學專家組。5月31日和6月1日，兩組人員會面時發現，他們分別獨立工作但得到的結論一致。
道德影響是不容忽視的。臨時委員會（包括史汀生、馬歇爾將軍、詹姆斯·f·伯恩斯、範內瓦·布什、卡爾·康普頓以及哈佛大學校長詹姆斯·布賴恩特·科南特）對於原子能的影響非常敏感，他們「認為原子能不能簡單地作為軍事武器考慮，還應被看作人類與世界的新聯絡」。與此同時，調查人員也意識到，每個工業化國家都有核物理學家團隊，無論美國如何抉擇，核武器的研製都是遲早的事。臨時委員會和科學專家組（包括奧本海默、費米、e·o·勞倫斯以及阿瑟·康普頓）都已做過研究，尋找其他替代方法。提前詳細預警原子彈的威力或是在無人區進行爆炸試驗，但兩種方案皆因不可行而被取消。原子彈爆炸的情形還不為人所知。即使洛斯阿拉摩斯即將舉行的試驗取得成功，也不能保證b–29轟炸機上投放的炸彈就能順利引爆。在沙漠的測試是靜態的，根據一種複雜而又未經試驗的裝置在既定高度投放炸彈，並不能給技術人員提供任何有關原子彈引爆問題的新資訊，在實戰中失靈是極有可能的。如果美國警告日本人後投放下一枚啞彈，那隻會讓敵人計程車氣更高昂，加強他們孤注一擲、殊死搏鬥的決心。而且，美國也沒有多餘的原子彈可以浪費。除了用於沙漠爆炸測試的靜態裝置，只有兩枚原子彈：「小男孩」和「胖子」。
因此，6月1日，杜魯門的顧問團建議「儘快轟炸日本」，而且應選定有雙重意義的目標——鄰近其他更容易被摧毀的軍事設施，並且「無須提前警告」。4位科學家一致認為：「我們不能保證僅用技術示威就能終止這場戰爭，除了用於軍事外，沒有其他切實可行的辦法。」史汀生在稍後呈交杜魯門的備忘錄中寫道：「一旦開始實際進攻日本本土」（如果杜魯門不同意使用原子彈，就要立即準備進攻），「我認為這場戰爭將比與德國的戰爭更加慘烈。這種嘗試……反而會激發敵人的民族團結和同仇敵愾，迥異於德國的情況」。一年後，卡爾·康普頓在《大西洋月刊》中談起原子彈：「我相信，沒有人會放著這樣的炸彈不用，否則事後如何向自己的國人交代？」康普頓並非不瞭解炸死廣島8萬人的慘狀，但他提醒批評者應該銘記德國德累斯頓和漢堡市的大火，以及b–29轟炸機在東京上空的兩次燃燒彈襲擊，一次殺害了12.5萬人，另一次則近10萬。如果可以用數字評判道德，那麼，決定對日本使用核武器的人也算不上最大的戰爭罪犯。
7月13日星期五，正好是羅斯福在沃姆斯普林斯去世三個月的日子，試驗裝置的兩半邊鈾235、融合芯和起爆裝置，從洛斯阿拉摩斯技術區的「後門」步上一條直達路，通往位於美國新墨西哥州阿拉摩戈多50英里外半沙漠地帶的s發射場。距此地最近的村莊奧比斯庫羅（西班牙語為「黑暗」之意），被當地人稱為「死亡地帶」。這一巧合並未在核物理學家當中引發黑色幽默，因為他們很清楚自己正在向未知的領域邁進。他們警告第509混合大隊當心閃電並不足為奇，但閃電的危害是無法估量的。一場暴風雨中的一道閃電就能將他們分崩離析，而且由於鏈式反應的範圍究竟有多大還不可知，摧毀整個地球也並非不可能。雖然科學界大部分人不贊同這種猜測，但沒人能保證完全不可能。深夜裡，科學家們驅車經過奧比斯庫羅，一路無語。
在「死亡地帶」的中部地段，靠著一所舊農舍正面，修建了一個100英尺高的鐵架。彈芯將在這裡組裝，但要等到最後時刻才能完成。這時，對閃電的恐懼與日俱增。7月，這種貧瘠的荒漠地帶經常會出現雷暴天氣，幾天前，在這裡完成了普通炸彈的預演，剛把炸彈裝好，突然一道叉狀閃電劃過，將炸彈引爆了。支架和農舍是絕對的「零」。洛斯阿拉摩斯炸彈物理組的負責人羅伯特·f·巴查博士正在農舍裡安裝炸彈，黃昏時分，他覺得很不順手，每個零部件的精度都極高，但其中一個零部件卡住了，他等了一會兒，再試，再繼續等，試了很多次，終於完整契合。
此地西南方10英里外，奧本海默和科學指揮團的其他成員在那裡靜候佳音，b–29轟炸機則在上空巡航，隨時用無線電報告天氣狀況。奧本海默s–10碉堡是指揮中心，也是總指揮部，其他三個加固的混凝土要塞建在其他方向上，每個要塞都距離「零」地帶1000碼。初步設定於凌晨4點引爆，但天氣總在惡作劇，每次天一放晴，b–29轟炸機的飛行員就報告天邊出現新閃電。爆炸推遲到凌晨5點30分，風暴跡象完全消失。7月16日凌晨5點29分15秒，原子時代到來前45秒，加利福尼亞大學的物理學家輕輕撥動了主發射器，每個事先蒐集的電子都在微秒時間內準確地進入了指定位置，開啟第二、三級鏈式發射器。
5點29分50秒。
一個聲音響起：「倒數10秒！」這還是第一次倒數計秒。每個人都在無聲地默數著——5時29分51秒，5時29分52秒，5時29分53秒，5時29分54秒，5時29分55秒，5時29分56秒，5時29分57秒，5時29分58秒，5時29分59秒——5點30分，一切同時發生。人類根本無法辨別出百萬分之一秒，所以沒人見識到原子彈的第一道閃光，但他們的確看見了遠處山坡上耀眼的反光。所有人都為之震驚，奧本海默在要塞裡抱住了柱子。30秒後，迎面吹來了一股颶風，接著，震耳欲聾的巨響掃過整個荒漠。與此同時，空中不斷上升的放射性物質籠罩著「零」地帶，把它的發明者驚得目瞪口呆。威廉·l·勞倫斯寫道：
……這是人類前所未見的日出，眨眼間，一輪綠色巨日爬上8000英尺的高空，越來越高，直到觸及雲端，炫目的光輝點亮了大地和天空。這個直徑有一英里長的巨大火球不斷上升，顏色漸漸發生變化，從深紫色到橘黃。球體不斷上升，也不斷變大。如同某種自然力掙脫了千萬年的困頓。轉眼間，顏色變得異常幽綠，如同日全食時的日冕一樣。似乎地球已被開啟，天空像被撕裂。如同創世之時，上帝說：「讓世界有光。」
氣體不斷上升，巨大的內壓使氣體不斷膨脹，形成巨型蘑菇雲，繼續上升，又形成一朵蘑菇雲，上升到4.1萬英尺的夜空，比珠穆朗瑪峰還高，最終消失在天際。奧本海默想起了《博伽梵歌》中的兩段文字——「如果千萬太陽同時在天空照耀，它們的光燦或可與至尊者的宇宙形體相仿」和「現在我變成了死亡，世界的破壞者」。其他人也在歡呼，一位高官聲嘶力竭地叫著：「天啊，那些長頭髮的人肯定失去了控制！」一位歡欣鼓舞的物理學家高喊著：「太陽的光芒也不能與之相比。」的確如此，5點30分時，「零」地帶的溫度高達華氏1億度（5556萬攝氏度），是太陽中心溫度的三倍，表面溫度的1萬倍。在新墨西哥州和得克薩斯州西部沉睡的人們也被這種神秘的閃光驚醒，接著那股暴風強烈拍打他們家裡的窗門，人們無不為之驚恐。
現在，「零」地帶看不見任何東西。費米坐在鉛質內襯的謝爾曼坦克裡向「零」地帶開進，用一個機械鏟採集樣土，以用於實驗室檢測，但由於輻射過強，深入研究只能推遲。等到科學家能夠安全進入時，才發現「零」地帶方圓一英里內的所有生命，無論動物還是植物，如響尾蛇、仙人掌以及沙漠裡的綠草全部被摧毀。b–29轟炸機群曾在幾英里外發現的一群羚羊也消失了。新墨西哥州其他地方的牛，皮毛上也長出了灰色斑點。距離「零」地帶800碼處的32噸重鐵塔現在成為一攤扭曲的廢鐵，而「零」地帶周圍沖壓成了一個直徑約800碼的白熱大圓碟，連一粒沙都沒留下。高溫將沙熔成了不知名的翠綠物，如同一個笨重又折不斷的塑膠一般。農舍和支架不知所蹤，已化成氣體隨風而去了。