大约凌晨4：30，蒂贝茨让副驾驶刘易斯驾驶飞机。他回到机舱向四周巡视了一圈，他看见机舱尾部坐着四位机组成员，技术军士乔治·罗伯特·卡伦位列其中，这位机尾射手在达到目标上空待在原位即可。蒂贝茨问：“鲍勃，你能描述一下我们今天所做的工作吗？”虽然，在讲评会上，他已经笼统地描述过这枚炸弹，但是这还是第一次他让大家考虑一下这个绝密武器的特性。
“上校，我不想惹您生气。”这名射手紧张地回答。
蒂贝茨朝他笑着说，“没关系，现在我们已经在路上了，你可以说说看。”
“我们是在运送一个化学家的噩梦吗？”军士问道。
“不，不完全是。”蒂贝茨回答。
“那么是一个物理学家的噩梦？”军士继续问道。
“是的。”蒂贝茨说完后，将头和肩膀伸进过道，准备再爬回机舱前部，但是卡伦向前拉住了他的腿。
“有什么事吗？”蒂贝茨扭过头问。
“没什么，上校，我只想问我们是要投掷原子弹吗？”
蒂贝茨盯着这个军士，回身又沿着走廊爬回前舱。他带着一些蓝绿色的胶囊，他不打算别人知道这件事，除了帕森斯。这些蓝绿色的胶囊是用来分给他的手下，用在他们被俘虏后服用的。
清晨5：05，这三架执行任务的飞机在硫磺岛上空编排成一个松散的V形体，向着西北方----日本本土，急速飞去。地面上其余的B-29飞行员们看着这三架飞机飞走了，顿时感到很轻松，因为这一天，他们不需要去执行这项特殊任务。
清晨6：00左右，“埃诺拉·盖伊”号的电子专家雅各布·贝瑟尔正在监视他的仪器。在屏幕上，他看到了日本雷达在扫描。他知道，当雷达停止搜寻时，就表明他们已经被发现。而现在，他们正处在敌人的搜索中。贝瑟尔没有把这个消息告诉其他人，甚至没有告诉蒂贝茨，他并不想大家为此感到不安。半个小时后，基普森爬回弹舱，把三个绿色的插头从炸弹外盖上拔下来，然后插上三个红色插头。现在，“小男孩”不仅被装配好了，而且它已经准备好一触即发。
基普森向蒂贝茨汇报已完成的工作，蒂贝茨决定说出那个神秘的字眼“核”。他把开关切换到内话系统，很沉着地说：“我们正在运送世界上第一颗原子弹，当这颗炸弹被扔下后，贝瑟尔中尉将会记录下我们的反应，这是为历史纪录，所以请注意你们的言行。”他又特别对卡伦说：“鲍勃，你是对的，我们正准备投掷原子弹，现在回到你的座位，飞机开始向上爬升了。”
7：09，当克劳德·伊瑟利上校驾驶的气象飞机到达广岛上空时，空袭警报开始响起。这架飞机上并没有炸弹。机长非常高兴这里天气晴朗。
7：24，他发出了气象报告，云层平均高度不超过3/10，建议轰炸首选目标。之后，他返回营地，7：31，广岛上空的警报声音消失了。
在距离气象飞机100英里以南的“埃诺拉·盖伊”号上，蒂贝茨已经回到了座位上。他匆匆瞥了一眼伊瑟利发回来的气象报告，命令“目标广岛”。
半个小时后，领航员宣布距离瞄准点——相生桥，还有10分钟，并作了最后一次调整，飞机转舵到264度方向，即由西向南稍转了一点点。现在他们的飞机巡航高度保持在31060英尺左右，气流速度是每小时200英里。
8：12，领航员喊道：“辨识点”，他们已经到达了投掷炸弹的辨识点。费雷比把头低下，直盯在炸弹瞄准器上。蒂贝茨命令大家戴上眼镜，但是他自己、费雷比和贝瑟尔却没有像大家一样拉下厚厚的黑色防护眼镜，因为，他们必须要执行任务。
8：13，一个位于广岛东部19英里处的日军观察站向本部报告，有三架美军B-29轰炸机正向广岛飞来。显然，日军雷达并没有发现他们。
1分钟后，广岛上空再次响起空袭警报。
在“埃诺拉·盖伊”号上，费雷比告诉其他成员，城市已经出现在炸弹瞄准器上。精密的计时器显示，此刻是8点14分45秒。贝瑟尔通知帕森斯，在频段上没有受到日军雷达的干扰。费雷比说早知道了，并且打开了同步自动计时器，留给他们15秒的控制时间。这时，全体机组人员的耳机里都响起了信号声，一旦信号声消失，炸弹就会被立刻投掷下去。