Autour du point d’impact, le feu s’est propagé un peu partout en même temps que l’explosion, puis s’est élargi à plus grande échelle, provoquant un gigantesque incendie. Le feu s’est ensuite, quelques heures après le lancer de la bombe, jusqu’à la gare de Nagasaki qui se trouvait à 2,4 kilomètres, et à la préfecture de Nagasaki qui se trouvait à 3,3 kilomètres du point d’impact. La ville était encerclée de flammes.
La surface brulée par cet incendie s’étendait sur 1 tiers de la ville, soit 6,7 kilomètres carrés, et 79 quartiers ont, soit entièrement, soit partiellement brulé.
