Tego też dnia na wyspę Tinian przybył ciężki krążownik USS „Indianapolis”, przywożąc elementy bomby nazwanej „Little Boy”. Przez dwa dni japoński rząd obradował nad deklaracją. Wreszcie ogłoszono, że Japonia nie zgadza się na postawione warunki.
W dniu 31 lipca montaż „Little Boy” został zakończony. Następnego dnia bomba była gotowa do użycia. W tym czasie pułkownik Paul Tibbets, dowódca specjalnie utworzonej do przeprowadzenia akcji 509. Grupy Mieszanej (Composite Group), skrupulatnie dobierał sobie załogę. Po południu 5 sierpnia generał Curtis LeMay potwierdził misję zaplanowaną na następny dzień. Do realizacji zadania wyznaczono łącznie siedem B-29. Pierwsze trzy miały rozpoznać pogodę nad wyznaczonymi celami – Hiroszimą, Kokurą i Nagasaki (Niigatę wyłączono, prawdopodobnie ze względu na pogodę). Bombę załadowano do bombowca Boeing B-29 Superfortress o nazwie własnej „Enola Gay” (nr boczny 82). Rezerwowy B-29 znajdował się na wyspie Iwo Jima w stałym pogotowiu, na wypadek kłopotów technicznych.