斯威尼飞离长崎时，距冲绳约560公里，机上燃油只剩下1600升，只能抵达离冲绳80~120公里的海域上空。看来，他们在归途中要变成落汤鸡了。更糟糕的是，提尼安基地方面接到霍普金斯的那份错译的电文后，把海空救援行动取消了。斯威尼呼叫海空救援，却毫无反应。面对严峻的形势，他只好向提尼安补发了1份较为详细的密电：“目视轰炸长崎未遭反击，技术发挥成功，目测效应与在广岛相差无几，正向冲绳返航，燃油即将用尽。”
为节约燃油，“鲍克斯卡号”降低飞行高度，把螺旋桨的转速从每分钟2000转降到每分钟1600转。这样一来，飞机每小时耗油量为1360升，勉强可以飞抵冲绳机场。
距冲绳还有15分钟航程时，斯威尼开始呼叫冲绳机场4号塔台。连连呼叫，对方没有反应。斯威尼只得用无线电与附近的家岛联系，好不容易接通了，家岛塔台与冲绳塔台之间没有直接通信联络。因所用无线电频率不同，家岛塔台无法及时呼出4号塔台。此时，斯威尼突然发现了前面的冲绳，定神一瞧，机场上的车辆络绎不绝。关键时刻，右边的发动机熄火了。情况万分危急，斯威尼下令发射信号弹，红、绿两色信号弹在机身周围爆炸，可是大白天信号弹根本引不起地面人员的注意。他反复大声呼叫4号塔台，听到的却是塔台跟其他飞机的通话。如果机场上不清除上下穿梭的飞机，他强行降落不是撞毁正起飞的飞机，就是被进场的飞机撞毁。
斯威尼回头命令机组人员：“快！发射所有信号弹！”瞬间，飞机上空炸开了五光十色的火花。斯威尼终于发现机场飞机正在火速疏散，消防车和救护车飞速开向跑道。“鲍克斯卡号”轰炸机像一列失控的货车，以每小时225公里的速度直插跑道，从跑道上颠起七八米高，又猛烈地回落到地上。当起落架再次触地时，左外侧的发动机也熄火了。这架65吨重的飞机疯狂地向停在跑道边缘的一排飞机冲去。斯威尼紧紧抓住驾驶盘，用尽平生力气压住应急制动器，使飞机在跑道上减速滑行，最终将它钉死在离跑道顶端不远的地方。机舱里死一般地沉静，机上人员全都瘫倒在椅子里。
远处警报器的尖啸打破了寂静。几秒钟后，一辆辆救护车飞驰而来。斯威尼刚想打开前舱门，1个脑袋探了进来：“死者和伤员在哪儿？”斯威尼幽默地指着北方的长崎回答：“在那儿，你的背后。”在冲绳补充燃油后，“鲍克斯卡号”经过20个小时飞行，很晚才返回提尼安岛。
“胖子”爆炸时，光辐射和冲击波直接破坏的是浦上川地区。位于市中心区的中岛川地区受丘陵的良好保护，受到的破坏程度较轻一些。与3天前投向广岛的“小男孩”相比，“胖子”的威力更大。在爆炸中心2.5公里范围内，建筑物完全被破坏。长崎从1944年开始，逐步建立了比较完善的防空体系。1944年9月设立长崎防卫部，1945年2月组建长崎县总动员警备协议会。救护体系以市医师协会为中心组建。救护部下设22个救护所，如新兴善国民学校、胜山国民学校、伊良林国民学校、日本红十字会长崎分会、磨屋国民学校和稻佐国民学校等，计划将327名主要救护人员分散在各所担任骨干，并以长崎医科大学和三菱医院作为救护中心。
尽管长崎有如此完备的防御和救护体系，但由于“胖子”的威力太大，长崎仍遭受了重大损失和伤亡。离爆炸中心相当远的几处地方，爆炸后一个半小时开始起火，并发生了大火灾。长崎车站、县政厅、市公会堂等许多地方先后起火，大火很快又蔓延到附近的居民住宅，造成重大伤亡。突如其来的袭击，使日本防卫省基本丧失了指挥能力，很难掌握全局情况。县警备队、特别救护队、旧市区警察署、消防署和警防团等面对灾难虽然尽了最大努力，仍难以应付。长崎医科大学及其附属医院虽然是医疗救护中心，但由于受到严重破坏，医生和护士伤亡惨重，无法发挥预定的功能。此时，长崎的医疗救护体系被彻底摧垮。
在距爆炸中心半径400米范围内，除躲在防空洞内的极少数人幸免外，其余的人及牲畜当场死亡，最坚固的建筑物变成了一片废墟。在中心点东南方700米的长崎医科大学主楼和基础医学教学楼受到破坏并被烧毁，全校的教职员工有的当场被炸死，有的几天后死去，侥幸活下来的极少。本科和专科的一、二年级学生共580名，正在听课时遭轰炸，当场炸死414人。附属医院钢筋混凝土三层大楼只剩下外部框架，内部设施全被破坏，并燃起大火，人员伤亡惨重。稍能挣扎的人勉强爬上穴弘法的小丘，痛苦难忍地呼叫着朋友，要水喝。在此苦熬的约300人，次日早晨有一大半变成了僵尸。
浦上第一医院位于距爆炸中心14公里的本原小丘上，原子弹的冲击波毁坏了医院内部，并引起火灾，医疗器材和药品大部分被烧毁。3天后，幸存人员清理了废墟，开始收治伤员。在输送大批伤员逃离市区时，救护列车起了重要作用。9日下午到午夜，发出了4列火车。道尾至浦上之间的各站，如谏早、大村、川棚、早岐等都挤满了逃难者，列车每次运送人员3500名。许多伤员逃离长崎后，长崎附近地方和军队的各家医院纷纷收治病人，挽回了不少生命。
幸存者的回忆如同广岛一样触目惊心。一位年轻的船舶设计师得知轰炸的消息，急忙赶回长崎。后来，他在回忆录中这样写道：“我必须过河才能到达车站。当我来到河边，走下岸到水边去，发现河里塞满了死尸。我在尸体上爬过去。当我爬过三分之一路程时，一具死尸在我的重压下沉了下去，我跌进河水里，把烧伤的皮肤弄湿了，特别疼。由于尸体排成的桥梁从中间断了，我爬不过去，不得不又回到岸上来。”
一个三年级的男孩说：“我感到渴得厉害，就走到河边去喝水。看到许多烧黑了的尸体漂流而下。我把他们推开，才能喝到水。河岸边，尸体躺得到处都是。”
1位美国海军军官访问了长崎，他在给妻子的信中描述了这个城市被炸1个多月后的情况：“这个地方弥漫着一种死亡和腐烂的味道，从通常的腐尸气味到难以捉摸的恶臭，带有强烈的分解氮化物的气味。给我总体印象只有2个字—死寂。这种印象超越了我们身体感官所能体验到的一切印象，这是死的绝对本质，其含义是终结，不再有复活的希望。这一切并不限于一个地方，它遍及城市各处，什么东西都逃脱不了它的触摸。在多数被摧毁的城市里，你可以把死者埋葬，把废墟清除，把房屋重建，又将是一个生气勃勃的城市。然而，这里并非如此。正像《圣经》中提到的所多玛和格莫（它们因为人们的道德败坏而被毁于天火），整个城市没有复兴的希望了。”
和广岛一样，长崎被毁的不仅是男人、女人和数不清的儿童，还有饭店、旅馆、洗衣房、剧团、体育俱乐部、缝纫俱乐部、男童俱乐部、女童俱乐部、爱情、树木和花草、花园、城门、墓地、庙宇和神龛、传家宝、同学、书籍、法庭、衣服、宠物、食品和市场、各种日用品和艺术品。整个城市从根基上变成了一片废墟，凡是到过长崎的人都会惊讶于原子弹的巨大威力，它可以把一切化为乌有。