一條性命，怎麼算都是值得的。
當然，在此期間，也不斷地派遣氣象偵察機在東京上空飛行偵察，已最大程度的確保此次任務能夠順利完成。東京在關東平原南端，地形比較平坦，地面參照物也容易找到。這座城市都大體上位於日本列島的中心，其東部以江戶川為界與千葉縣相連，西部以山地為界與山梨縣相接，南部以多摩川為界與神奈川縣相連，北部則與埼玉縣相接。城市東部就是佔地面積最大的建築群，天皇皇宮，皇宮後面隔著一條街道就是首相府官邸。
凌晨3時，沖繩機場的中國工程師們對原子彈進行了最後一次檢測，然後小心翼翼地將其重新裝入彈倉內。投彈手手中拿著鑰匙，也小心地爬上了飛機。他將在最後時刻用鑰匙開啟原子彈的觸發裝置，接著機長及副駕駛、導航員、各個方向的炮手、機械師等也紛紛爬上了飛機，地勤人員於凌晨4時正式結束了對飛機的各項檢測、燃料加註等工作，凌晨4時30分，這架天狼戰略轟炸機緩緩滑入跑道。稍作準備後並接到塔臺准許起飛的命令後，飛行員立即開啟了渦輪加力器，將發動機地功率增至最大。4臺3000馬力的發動機開始了嘶吼，5葉巨大的變矩螺旋槳高速轉動，拉著飛機逐漸加速。龐大地機身在滑跑了約1300米後，才搖搖晃晃地慢慢飛了起來。至此，基地司令員才長長地出了口氣，終於不用擔心那枚該死的原子彈把整個基地轟上天去。
從沖繩到東京，這條精心選擇過的空中線路長約1150公里，飛機需要飛行一小時50分鐘左右的時間。沿途除了空軍的40架藍翔戰鬥機全程護航外，上百架艦載戰鬥機也將整個航線的空域全部封鎖。
機群在5000米高空沿著日向灘東部向東北飛去，在土佐灣進入第一個轉彎點，然後繞過四國島飛向紀伊水道，接著經過大阪灣後進入陸地上空。雖然中間有幾處基地的日軍瞭望發現了機群，但他們卻無法起飛戰鬥機進行攔截，現在全日本都算下來能夠飛行的飛機已經沒有多少架了，即使馬上起飛無論在飛行速度還是高度上都夠不到中國機群的邊，即使能夠達到火力範圍，也一定會被對方第一時間打下來的，對此日本人最清楚不過了。
6時40分，機群在高槻上空進入高空雲層，使地面瞭望無法尋找機群的蹤跡。此時，機長開始降低高度到3000米，並接收地面指揮中心傳送的原子彈觸發器密碼，6時50分，密碼核對後，投彈手用鑰匙開啟了觸發並按照機長接收的電文輸入密碼。觸發器上的綠燈一個接一個點亮，直到全部12個綠燈都點亮時，投彈手才放心地蓋上觸發器。氣象飛機的預測非常準確，機群剛剛穿出雲層就進入到了東京市區的上空。飛機先是斜斜地飛過了桂川，然後在鳥羽、白河、近衛三個天皇的皇陵上空飛過，進入東京的南區。
天色已經相當明亮，能見度很好，機長調整了一下姿態後，向著下京區飛去。剛進入中京區，就找到了筆直的崛川大街，正好在機頭的正下方。航向計算的非常準確。投彈手在接到了機長的命令後，立即開啟了炸彈艙艙門，並將眼睛放在了瞄準具上開始瞄準。
7時整，瞄準具上的十字中心對正了天皇皇宮的松之閣，投彈手立即按下了投彈按鈕。
形體略成椎體的第一枚原子彈“天威”穩穩的落了下去，不到五秒鐘，彈體尾部便開啟了一具減速傘，原子彈開始緩緩地向地面落去。原子彈一投下，機長就立即加足馬力拼命加速並且拉高，他需要在2分鐘內將飛機飛到離炸點10公里以外的地方，以確保飛機的安全。護航的戰鬥機也早在艙門開啟時，就四散飛去。尾隨進行跟蹤攝影的轟炸機則保持在15公里外，這架轟炸機的隨機人員將用手中的相機拍攝下原子彈在東京上空爆炸的全部過程。
並且還擔負著收集氣象資料的工作。