爆炸中心区一带在原子弹爆炸的同时到处起火燃烧,火势扩散引起了大火灾。另外,离爆炸中心2.4公里的长崎车站和3.3公里的长崎县政府,在原子弹投下几个小时后,冒着浓烟的大火仍在蔓延,大火包围了整个街道。这场火灾烧毁了占市区面积三分之一的6.7平方公里,烧毁、部分烧毁的街道达79个之多。