7月16日，在德国的波茨坦，美、苏、中、英四国领导人会晤。就在这一天，杜鲁门得到了原子弹试爆成功的喜讯。7月24日，杜鲁门告诉斯大林，美国已拥有能尽快结束战争的威力巨大的炸弹，其用意一方面是炫耀，另一方面是暗示苏联已无参战的必要。斯大林平淡地表示很高兴，并说苏联仍将于8月份对日宣战。同一天，杜鲁门批准了给战略空军司令斯帕茨将军的命令：“1945年8月3日后，一俟天气条件允许目视轰炸，第20航空队第509混合大队，即对下列目标之一投掷第一颗特种炸弹：广岛、小仓、新泻和长崎。”
7月26日，“波茨坦公告”发表，该“公告”促令“日本政府立即宣布其所有武装部队无条件投降”，并警告说，若不立即投降，日本将遭彻底毁灭。7月28日，铃木首相在记者招待会上称：“我认为，‘波茨坦公告’只不过是‘开罗宣言’的翻版，因此政府不予重视，我们对之“默杀’（不予评论的意思）。”美国人把“默杀”理解为“置之不理”、“拒绝接受”。杜鲁门得知这个消息后，只说了一句话：“现在没有选择余地
8月6日，第一枚原子弹投在广岛，造成7.2万人死亡，6.8万人受伤，被炸现场惨不忍睹。8月7日，杜鲁门总统发表了震惊世界的广播声明：“16小时前，一架美国飞机在日本重要基地广岛投下了一颗炸弹。它不是普通炸弹，是一颗原子弹，它的威力超过2万吨TNT炸药……我们将彻底摧毁日本的作战能力。请记住，日本政府必须接受7月26日的‘波茨坦公告’，否则，遭到彻底灭亡的只能是日本人民。”
然而，日本政府仍然执迷不悟。
8月8日，苏联对日宣战。当晚，强大的苏军在华西列夫斯基元帅的指挥下，迅速开进中国东北同日本关东军交战。麦克阿瑟说：“苏联参战是应受欢迎的……每死一个苏联人就可以少死一个美国人。”
8月9日，第二颗原子弹投在长崎，炸死4万人，炸伤6万人。对于投掷原子弹，麦克阿瑟认为，从军事角度看，为了迫使日本投降，使用这种炸弹“是完全不必要的”。这个看法很可能是正确的，因为在那时，日本无疑已到了彻底崩溃的边缘。但是这种炸弹，对于即将进攻日本本土岛屿的每一名步兵、水兵和飞行员来说，无疑是个大喜讯。
8月9日晚，裕仁天皇为连日来争论不休的最高御前会议作了决断：
事实已经证明，战争不能再继续下去了，旷日持久的流血和暴行已超出帝国和人民的忍受限度。尽管“波茨坦公告”的条件是不能容忍的，但是现在到了我们不能容忍也得容忍的时候了。
8月10日，日本向华盛顿、伦敦、莫斯科和重庆传信（通过瑞士和瑞典的外交渠道），称它将接受“波茨坦公告”——条件是完整保存天皇制度。美国国务卿詹姆斯·贝尔纳斯起草了盟国的答复，其中主要的有两点：天皇必须向盟军最高指挥当局投降；然后，由日本人民通过自由选举最终决定天皇的地位。
与此同时，美国对日本不断地施加压力。从马里亚纳和冲绳，每昼夜都出动数百架轰炸机猛烈轰炸日本城市。哈尔西于8月9日率领舰队对本州的北部进行了袭击，他的飞机击毁了200架日本轰炸机。8月13日和14日两天，哈尔西出动1000架次的飞机，再次对东京进行袭击。
残酷的现实告诉日本决策者，任何幻想都是脱离实际的，出路只有一个，那就是无条件投降。
15日本投降
1945年8月14日上午，天皇表示接受盟国提出的全部条件，要求内阁立即起草投降诏书，并说要发表广播讲话。当天午夜，几名少壮派军官冲击皇宫，杀死了天皇的近卫师长，还放火焚烧了铃木首相的官邸，他们坚决反对投降。但他们的兵变因得不到支持而很快瓦解了。
8月15日上午，美军出动800多架轰炸机再次轰炸了东京。到了中午11点，广播电台按时播出天皇讲话的录音：
朕已命政府通知美国、英国和苏联政府，帝国接受联合宣言的条款。……继续战斗下去，不仅将导致日本民族的最后灭亡，也将导致人类文明的灭绝……
同一天，杜鲁门总统宣布停止敌对行动，放假两天进行庆祝。“整个东半球都为战争的胜利结束而欢欣鼓舞”。
太平洋战争结束后，有许多重要问题急待解决：安排数百万日本军人投降、美军进占日本以及建立一个军事占领当局等，解决了这些问题，“波茨坦公告”的各项条款才能得到落实。也是在8月15日这一天，杜鲁门总统任命麦克阿瑟为驻日盟军总司令，把解决上述问题的任务交给了他。得到消息后，麦克阿瑟立即致电杜鲁门：“我对您如此慷慨地给予我的信任深表感谢。”
麦克阿瑟受命后，立即紧张地开展起各项准备工作。作为第一步，麦克阿瑟致电东京，要求他们速派一个由高级军方人员组成的代表团到马尼拉来，商讨投降书内容和美军进占日本有关事宜。由日军副总参谋长川边中将率领的一个16人的代表团，于8月19日离开了东京，他们分乘两架涂成白色，带有绿十字标记的飞机。在麦克阿瑟的坚持下，飞机的无线电识别信号是“巴丹”。这个代表团于当天晚上抵达马尼拉，随后被护送到总司令部，沿途有许多菲律宾人向他们扔杂物，并叫喊：“八格牙路！”（“混蛋”）麦克阿瑟远远地看着他们到来，但没有去迎接。他们在前厅放下佩刀后，萨瑟兰以冷冰冰的礼仪迎接他们，拒绝同他们握手。在会议厅里，双方代表落座后，萨瑟兰宣读了第1号命令，指定各地日军应向谁投降，并告诉他们，正式投降仪式将于9月初在东京湾的一艘军舰上举行。日本人按指示交出了标明战俘营及日本军事设施位置的文件和地图。
第二天，谈判继续进行，主要讨论美军乘飞机在日本登陆的计划安排和投降书的内容。空运美军的计划规定，美军飞机将于8月23日在横滨以西32公里的厚木机场着陆。日本人须撤走在这个地区的所有部队，卸掉所有飞机上的螺旋桨，并在横滨的新大饭店安排美军官兵住宿。日本人请求推迟3天，最后确定一切准备工作应于8月26日前完成。当一切达成协议后，日本代表团返回了东京。
麦克阿瑟挑选艾克尔伯格的第8集团军作为美军在日本登陆的先头部队。艾克尔伯格随即挑选驻扎在冲绳的第11空降师和第27步兵师首先出发。阿诺德将军借给肯尼300架巨大的四引擎C-54型运输机，将部队从冲绳运往日本。麦克阿瑟将同第一批美军一起出发的消息使大家都感到大吃一惊。大家都竭力劝说麦克阿瑟取消这一冒险行动，但没有成功。最后，艾克尔伯格请求给予两天的准备时间，以确保控制形势。艾克尔伯格后来写道：“实际上他只给了我两小时。”
因受台风影响，第一批美军推迟到8月28日才在厚木机场登陆。后来才知道，在这前一天，即8月27日，航空母舰“约克城”号上的一个年轻而鲁莽的海军飞行员“完全无视命令”，只身一人驾机在厚木机场降落，他才是战后踏上日本国土的第一个美国人。他强迫惊慌失措的日本人书写并挂起一幅标语牌：“欢迎来自第3舰队的美军。”只是，那位海军飞行员的姓名一直不得而知。
与此同时，所有前去参加投降仪式的大人物陆续都来到东京。8月28日，哈尔西的庞大的第3舰队有258艘舰只，开进了东京湾。他的旗舰4.5万吨级的“密苏里”号已被指定作为举行投降仪式的场所。8月29日，尼米兹乘一架水上飞机从关岛飞来，在“南达科他”号战舰上升起了他的旗帜。在这同一天，麦克阿瑟和总司令部的一些高级将领，在马尼拉登上“巴丹”号C-54型运输机，飞往冲绳，肯尼和艾克尔伯格正在那里检查空运准备情况。