11月19日，远东盟军最高司令部下令逮捕日本前首相小矶国昭陆军上将等11名战犯。
12月2日，远东盟军最高司令部宣布逮捕前首相平沼骐一郎、广田弘毅等59名战犯。
1946年4月29日，远东国际军事法庭正式起诉东条英机等28名甲级战犯。法庭设在原日本陆军省，庭长室就设在东条英机原来的办公室。5月3日，对日本战犯的东京审判正式开始。直到1948年11月12日结束，整个审判前后持续2年6个月，共开庭818次，法官内部会议131次，有419位证人出庭作证，779位证人提供证书和宣誓口供，受理证据4336份，英文审判记录共48412页。
1946年8月，广岛市统计了一下被毁的建筑物。该市大约有建筑物76327幢，其中70147幢被毁，被毁坏的建筑物达到了92%。原子弹的爆心投影点在市中心，爆心投影点2公里内，所有建筑物全被烧毁和破坏。
1946年4月29日，远东国际军事法庭对东条英机等28名甲级战犯正式起诉
据长崎市政府调查，战前长崎市的住宅约51000户，原子弹爆炸前疏散了2050户。房屋被破坏19500户，大约有37%的建筑物被毁坏。
对于原子弹爆炸的受害者人数，由于广岛和长崎在炸前都没有准确的统计资料，所以不能准确地统计出伤亡数。当时，适龄青壮年全部应征入伍，儿童和老人疏散，工厂迁移，市民外流很多。另外，为设立防火线动员了大量学生和国民义勇军等进城拆毁建筑物。广岛还有几个军事设施，里边有不少军人和民工。驻扎在广岛的第二军总司令部为准备在日本本土决战，正招兵买马，扩充兵员。长崎动员了大量的学生报国队、女子突击队和国民义勇军，甚至还有俘虏和囚犯，另外还从朝鲜强征了许多当地人加强军火生产。
据估计，长崎的人口比广岛还多。战后的调查表明，在爆炸中心点0.5公里范围内，人口死亡率高达90%以上；0.5~1.0公里范围内，死亡率达80%以上；1.5公里范围内，死亡率也达到了50%以上。
原子弹爆炸的受害者不仅指瞬间爆炸时的直接受害者，还有很多受放射性影响的间接受害者。受剩余核辐射的间接受害者大致有三类人：一是爆炸后，急急忙忙进城寻找家人和亲戚朋友或参加救助活动和清理废墟的人，这些人很早就进入了市区；二是救护人员，主要是那些在紧急救护所和收容所救助伤员和处理遗体的医护工作者；三是淋到“黑雨”而沾染上“死灰”的人，由于“死灰”具有放射性，他们也成了受害者。这些间接受害者受到的核辐射比直接被爆者要轻得多，但这种放射性的危害，没有人知道它能持续多少年。
原子弹爆炸后，两市陷入毁灭状态，不仅政府不起作用，连防卫、救护、医疗、警备、消防等部门也都遭到破灭，全市一片混乱。广岛市政府战前共指定了6个避难所，分别位于市政府、本川国民学校、福屋百货商店、工商经济会、安艺高级女子学校、多闻院，后2个离市中心比较远，政府在这6个地方建立了比较坚固的建筑物。爆炸发生后，这6个地方几乎被烧毁或倒塌，无法使用。
到底有多少人死于原子弹下，统计数字不稳定，但毫无疑问地始终呈上升的趋势。日本1956年成立了一家特别医疗中心—广岛原子弹医院，床位多达200张，一直在收治大量的“原子弹”复合症，诸如智力迟钝的痴呆、染色体“畸变”的不育症、癌症、白血病、复合骨髓瘤以及其他罕见的血液病等慢性病变的患者。
据不完全统计，原子弹爆炸后，广岛当时疏散的24.5万人中，当场死难者达7.8万多人，负伤失踪者5万多人。1985年7月20日，广岛市有关部门发表的原子弹被害者调查报告中公布：广岛直接遭受原子弹侵害和受到原子弹放射影响的被害人数高达49万；长崎当场有3.4万多人死亡，7.5万多人受重伤。在伤亡人员中，很多人是受到放射性沾染的伤害。据2003年统计，长崎市遭受原子弹爆炸伤害并相继离开人世的人数已经达到131885人，这个数字还在增加。
从1946年开始，美国和日本对遭受原子弹爆炸的广岛和长崎进行了长期的详尽的调查。随着调查的深入，原子弹破坏力的真面目渐渐被揭开了。原子弹是一种前所未有的破坏性武器。爆炸产生的巨大能量以光辐射、冲击波和核辐射等多种形式释放出来，短短的一瞬间，相当大范围内的物体会受到破坏，不是被杀死就是受重伤。除了原子弹自身强大威力，人们对这种破坏力巨大的武器既一无所知，又不知怎样预防。在研制原子弹的过程中，“曼哈顿工程”的临时委员会就设想了原子弹使用的范围，不是用于敌对双方争夺的战场上，而是用在人口密集的“双重目标区”。这些地区不仅有军事设施和兵工厂，还有大量的民用住房和其他建筑物。
和以前人类历史上出现的其他武器不同，原子弹能释放出常规武器所没有的巨大的核辐射能。这种能量可以穿透被爆者的机体，引起各种各样的损伤和疾病，辐射杀伤成倍地加重了大面积破坏的惨状，大大增加了死亡率。广岛和长崎有些居民由于疏散及时或者外出离城，而幸免于难，但是他们失去了亲人，也失去了房屋和财产。家庭没有了，工厂没有了，只剩下孤独一人，这种精神打击是可想而知的。
原子弹不仅给广岛和长崎两个城市造成了巨大的灾难，来自周围村镇和其他地区的居民以及外国侨民也不能幸免。当时市内绝大多数人不是被炸死就是被炸伤。原子弹爆炸不仅对周围地区的居民造成伤害，甚至还殃及更远的居民。这些受害者，他们的家庭同样也蒙受沉重的打击。除此之外，爆炸发生后，许多人纷纷来到广岛和长崎看望亲友。有些人作为民防和救护人员进入爆炸中心，还有些人淋了“黑雨”，这些人受到了程度不同的剩余核辐射。这些射线不仅在当时对人有伤害，就是几十年后仍然对人有一些影响。可以说，原子弹不仅伤害了当时的人们，也会殃及他们的后代。
原子弹不但使广岛和长崎整个地区全面瓦解，还对人类不加区分地进行屠杀。社会崩溃了，生态破坏了，生物灭绝了，可以说是一次赤裸裸的种族屠杀，是对整个地球和整个人类的破坏。广岛和长崎的遭遇使人们首次感受到人类灭绝的恐惧。人类用自己的双手制造出灭绝自己的武器，这无疑是现代文明对人类的嘲讽。