美国“印第安纳波利斯”号巡洋舰在太平洋上高速航行九天后，在船长查尔斯·麦克维伊上校的指挥下，于1945年7月26日安全抵达马里亚纳群岛的提尼安岛。当时波茨坦会议正达成协议，要坚决打败法西斯主义国家。船长正在组织大家卸载货物时，有两个人引起了他的注意。这两个人从加利福尼亚的马雷岛上船，他们都穿着美军制服，自称是炮兵军官。但是他们行踪诡异，实在不符合一个军人的身份。他们把制服上炮兵专有的十字大炮衣领徽章弄得歪七扭八，而且其中一个总是呆在船舱里，哪怕用餐，也不出来。他们的货物也很奇怪，分别放置在一个15英尺长的木箱和一个非常沉重的圆桶里，这些东西看上去不像是炮兵所有。最后，他们还用链条把这些东西焊接在甲板上。
麦克维伊船长虽然不知道这些货物究竟是什么东西，但他猜想一定很重要。因为这两个人曾告诉过他“每天轮船向前行进多少，胜利就会向前推进多少”。所以他取消了中途训练新船员的计划，而且在出海前，上级已经命令他誓死保卫货物，“如果运输过程一旦出现任何问题，所有船员必须不惜一切代价保卫货物，如果需要，可以用救生艇来运送”。
在卸货过程中，由于船上的绞索只有六英尺长，没办法把那箱笨重的货物下放到另外一条靠边等待的船上（这条船将会把货物直接运送到岸上）。不过在克服了这个困难后，卸货工作很快就结束了。至此，从神秘任务中解脱出来的“印第安纳波利斯”号轻装上阵，平静地驶向菲律宾群岛的莱特岛，开始训练，准备进攻日本。但是，船员们仍在猜测箱子里的东西可能是黄金，用来收买日本结束战争。
在“印第安纳波利斯”号上共有1200名船员，其中可能只有300人知道真相——他们船上所运载的货物将会毁灭日本。离开提尼安岛三天后，他们发现至少有16艘日本潜艇在跟踪，最后I-58号潜艇发现了他们的行踪，伺机用鱼雷将船炸沉了。如果那些货物还在船上的话，别说是救生艇，就算上帝也保卫不了这批货物。因为只有一小部分救生艇和大约800人逃离了被炸沉的巡洋舰，而最后在8月3日获救后，幸存下来的只有300名，其余500名都已经葬身海底。
当这两名假冒的炮兵军官安全抵达提尼安岛后，他们立即把装有重要货物的木箱和圆桶送到了一间活动房屋里，这所房子位于陆军航空部队的北边操场上，地方偏僻，房间里不但装着空调，屋外还有重兵把守。而事实上，这两名冒充军官是普林斯顿大学的工程师和核专家，他们这次是奉格罗夫斯将军的命令前来执行任务的。
几天后，“曼哈顿工程”的总军械师威廉·帕森斯上校打开了木箱、圆桶和其他一些空运过来的神秘容器。帕森斯从木箱中拿出了一个钢管，这根管子看上去有点像大炮的炮管；随后，他又从别的容器中拿出了一个深灰色的金属圆柱体，这个圆柱体上还钻有一个孔；然后，他从那个铝制条纹的圆桶里拔出了一个小塞子，这个子弹形状的小塞子与圆桶的质地一样，它就是精制的铀235。最后，帕森斯把这几个部件和其他一些零部件安装在一起，组装成了一个看似简单的组合装置，至此，第一枚用于军事行动的原子弹诞生了。
帕森斯把铀圆柱体连接在钢炮管的后端，然后把铀235做成的小塞子插入后膛尽头，届时，这个铀235制成的小塞子将被精确射入到铀圆柱体的孔里，一旦这两块裂变材料迅速结合在一起，就会达到临界状态，发生链式反应，释放出巨大的原子核能，其威力相当于2万吨TNT。
组装部件和引爆炸弹要依序做好下列工作：插入子弹形状的铀235小塞子后，把一个普通炸弹中的扳机塞进后膛尽头，装上保险丝，一旦点燃引线，铀子弹将以每秒900英尺的速度冲进炮口后端的铀圆柱体内。完工后的铀弹有10英尺高，28英寸厚，总重约9000磅。为了与“胖子”区别开来（“胖子”是两个星期前在阿拉默果尔多基地试验的圆球钚弹），“曼哈顿工程”的工程师们把这颗铀弹命名为“小男孩”。
7月29日，斯帕茨将军从华盛顿飞到关岛。经过长途飞行后，他从运输机上疲倦地走下来，此时他已被任命为美军战略空军司令。在他的公文包里放着一份由格罗夫斯将军签发的陆军作战计划密令：8月3日后，一旦气候许可，可以目击轰炸，即可投掷“特别炸弹”。安全意识极强的格罗夫斯将军并不愿意签发这份匆忙成书的文件，但斯帕茨将军因为怕背负沉重的道德谴责负担，一再坚持要一份书面根据。他咆哮道：“如果我必须杀死成百上千的平民，我不会依据口头命令行事的，我要一纸文件。”
投掷原子弹的所有准备工作都已就绪，一旦投下原子弹，日本将不得不屈服。提尼安岛（一年前美国海军刚刚从日本人手中夺回）目前拥有四条8500英尺长的平行跑道，这些跑道将用于起降非常沉重的轰炸机。这个岛屿距离日本中心城市近1500英里，刚好在“空中超级堡垒”——B-29轰炸机的负载航程之内。这种波音公司制造的最新型高空飞行轰炸机只能运载一枚巨型炸弹和相关的监测仪器，之前，第五○九混合大队队长蒂贝茨上校已经带队驾驶着这些轰炸机从尤他州的温德威尔机场飞抵提尼安岛了。
第一枚空运原子弹在洛斯阿拉莫斯制造完成，有经验丰富的帕森斯上校在提尼安岛重新组装好，如今正整装待发。同时，一旦其他零部件抵达提尼安岛，第二枚原子弹也将很快组装成功。
斯帕茨将军脱下飞行服，就立刻召见蒂贝茨上校和帕森斯上校，下达作战命令。当他们听到斯帕茨将军宣读命令时，这些人都在安静地思量着每个人的具体任务。
李梅将军曾指挥B-29轰炸机对日本领土进行轮番轰炸，因而熟知日本的军事部署，他将在下列4个城市中选出攻击目标：广岛、小仓、新潟，和长崎。蒂贝茨上校今年刚刚30岁，是五○九混合大队的队长，他将选派人员与他一起完成这次任务，同时李梅将军的副官也会协助他们。帕森斯是原子弹的助产士，他亲自监督原子弹的登陆、安装和运送等一系列工作。但是以上所有这些工作都得依靠气象兵，气象兵必须从被日本占领的中国领土上悄悄观测气象，并分析出未来几天的气象情况。
当斯帕茨宣读完命令，将文件放回公文包后，他巡视四周：“先生们，你们的日程表都安排好了吗？”在座的每一个人都点头示意已完成。向日本投掷原子弹开始倒计时了。
蒂贝茨返回自己的办公室，开始考虑执行任务的合适人选问题。一年前，蒂贝茨就亲自挑选士兵组成第五○九混合大队，并一直以特殊的方式训练他们。每次演习都要精确地投掷一枚仿真炸弹，然后急速上升离开模拟目标。这种训练更适合轻便的战斗机，而不太适合沉重的四引擎轰炸机。不到最后关头，蒂贝茨不会向士兵们透露训练的惟一目的就是投掷原子弹，然后活着回来报告任务完成情况。现在他有了一枚真的核弹，不久，他就会有一个真的攻击目标。
蒂贝茨需要七架B-29飞机来执行任务。一架飞机作为预备机，留在硫磺岛机场，随时准备替换发生故障的飞机；另一架负责对首选目标的气象侦查；另外两架将侦查其余目标的气象状况；还有两架B-29将近随着运载原子弹的飞机，进行观测（其中一架运载着仪器准备测试核爆炸的当量和范围，另一架带着一组照像机准备进行航拍）。
在两架担负观测任务的飞机中，蒂贝茨安排一名优秀的飞行员查尔斯·斯温尼上校驾驶“伟大艺师”号，上校乔尔杰·玛夸特驾驶“91”号，负责航拍任务。蒂贝茨将亲自驾驶运载原子弹的飞机，并挑出最好的领航员西奥多上校，还有投弹手托马斯·费雷比少校。
第五○九混合大队一部分在温德威尔机场训练，其余在古巴训练。几个月之后，蒂贝茨通过训练知道西奥多很少错估飞行时间，即使错估也不会超过几秒。费雷比从三万英尺高空往瞄准点投掷炸弹，每次误差不会超过100码。其余人员都是罗伯特·刘易斯上校的手下。这位来自布鲁克林的快枪手飞行员总喜欢提醒蒂贝茨，“我的部下是你见过最好的”。
8月2日，蒂贝茨向费雷比简要介绍了此次任务，然后一同飞往关岛。届时李梅将军将直接告诉他们任务的首选目标和两个备选目标。李梅将军表现得很轻松，他叼着雪茄，领着蒂贝茨和费雷比走到地图前，仔细查找地图表面，透过雪茄烟雾，他说：“保罗，首选目标，广岛。”
李梅之所以选择广岛作为轰炸的最终目标，因为这里有众多的兵工厂，而且工厂附近住着很多熟练的工人，同时广岛也是日本第二陆军司令部所在地。但是李梅错误地以为，广岛是4个选定目标中惟一没有盟军战俘的城市。但是，他并不知道，市中心的广岛监狱里至少关押着23名美国战俘，其中13名是15天前被日本击落的冲绳基地的B24轰炸机机组成员。
小仓以前是一个军事工业中心和武器生产基地，长崎是一个港口城市。万一广岛上面阴云密布，蒂贝茨和投弹手看不到攻击目标，那么，小仓和长崎就会是候选目标。美军参谋长联席会议不希望在炸弹投掷地点上出现错误，而事实上，当投弹手用雷达探测，选择被云层覆盖的目标时，时常会发生类似的错误。并且，炸弹研制者们还希望得到爆炸的清晰图片。
但是，蒂贝茨和李梅所重视的，首选目标仍然是广岛。他们弯着腰和费雷比少校一起在一堆照片中，寻找一个易于辨认的地面标志，依靠这个标志，就可以避免在瞄准点出现闪失，即使是在三万英尺的高空。费雷比首先发现了这个标志，他从这两人中间斜插过去，指着一个棱角分明的T字形建筑，这个建筑物处于这个狭长半岛的中心，它的存在使整个城市看上去像一只伸开的手。它就是相生桥，距离广岛监狱不足半英里。李梅将军兴奋得直点头，蒂贝茨也在大喊：“就是它！这是我在这场可恶的战争中见过的最完美的瞄准点。”
第二天，也就是8月3日，李梅带着第13号文件的完整复印件（蒂贝茨下令执行特殊轰炸任务的第13号文件）飞抵提尼安岛。然后和蒂贝茨一同消失在有重兵把守的临时军营，在这个营地里，“小男孩”被静静地放在橡胶轮胎底座上。李梅很快也离开了这里。留给五○九混合大队1767名机组成员这样的讯息：很重要的事情就要发生了。