调查团对日本民众进行了科学的采样审问，以高度一致地显示城市区域的居民和乡村区域的居民之间、不同经济地位和社会阶层的居民之间对战争的心理反应。数据显示：日本最大的弱点在于物质领域，缺乏资源、制造工厂以及现代武器；它最强的力量在于日本民众的大和精神，他们为国家为天皇奉献每个人所有、包括生命的决心。
当获知日本攻击美国及其盟国的新闻之时，日本民众的反应交杂着恐惧、不安以及希望。对于一名厌倦了在中国为期 10 年战争的民众来说，很清楚这将会有一场全面战争，而不仅仅是“事变”。包括新加坡和南部占领区的夺取，日本早期的军事胜利带来一波乐观主义和高度自信的大潮。后续的失败消息则被故意地对民众封锁，或者掩饰为战略撤退。在塞班失守之前，尽管面对疲劳工作、营养不良以及日益上涨的黑市价格，民众对胜利的信心依旧高昂。在 1944 年 7 月，大约有 2％的民众认为日本面临着失败的可能。塞班失守的消息无法对日本民众封锁。虽然这场灾难对日本领导人和知识分子的心理作用远大于普罗大众，日本民众的士气从此以后开始一路下滑。到 1944 年 12 月，从马里亚纳群岛发出对日本列岛的空袭开始，在菲律宾群岛遭受了失败，食物供应开始恶化；10％的民众认为日本无法获得胜利。到 1945 年 3 月，当夜间燃烧弹空袭开始时，食物配给被削减，以上百分比提升到 19％。到 6 月，这个数字是 46％，在投降前则是 68％。对于那些观念发生转变的民众来说，其中一半以上的主要原因是由于空袭，而非原子弹袭击，三分之一的原因是军事失败。
1943 年 日本居民消防演习
64％的民众表示：在投降之前，状况发展到他们个人认为战争已经无法继续下去。在持该观点的民众中，少于十分之一的原因是军事失败，四分之一是食物和生活补给品的短缺，最大的份额是空袭引发。
空袭的一个显著体现是它对日本全民士气冲击的普遍深入。城市居民中，大概有四分之一逃跑或者疏散，这些疏散者的士气异乎寻常的低落，这将对战争的失望和不满散布到日本列岛各处。逃离城市的大规模移民团有 8,500,000 人左右。以前，日本民众一直以为自己远离战争，然而遮天蔽日的美国战机出现在日本列岛上空，没有遭遇任何有效的日军航空兵和防空火力阻挡。正如对城市民众的影响一样，这个景象对乡村民众来说，意味着迫在眉睫的失败已经非常明显。士气日益低落，表现在对军队和政府领导信念的失却、对日本军事力量信心的丧失以及对政府发布的新闻和宣传的不信任。民众变得焦躁，对政府、战争和一般事务的批评愈发直言不讳。不过，到战争结束时，服从与遵守的民族传统得到警察组织的加强，对民众的行为保持了有效的控制。批评通常指向其他领导人，天皇很大程度上得以幸免，保持了民众对他的信念。 如果天皇下令，大部人日本人有可能会在一场毫无希望的持续挣扎中被动面对死亡。当天皇宣布无条件投降之时，民众的第一反应不是惊奇便是惭愧，随之而来的便是解脱。
防空掩体
1945 年 8 月 6 日和 9 日，最早两枚在实战中应用的原子弹分别投在广岛以及长崎。10 万名平民死亡，6 平方英里、即这两个城市 50％以上建筑区域被摧毁。有关原子弹的第一个也是至关重要的怀疑因而得到事实上的最终解答；原子能已经被应用于军事领域，其压倒性的威力已经得以证明。为了对这项革命性新型破坏性武器的当前威力和限制作出更精确的定义，对原子弹破坏力、经济和士气效应的详细调查占据了调查团在日本活动的主要部分。原子弹爆炸的目击证人均描绘出相似的景象。炸弹爆出一团巨大的蓝白色闪光，就像一枚大型镁照明弹。闪光持续时间短暂，伴随着强烈的光线和热量。随后而来的是巨大的冲击波和爆炸的轰鸣声。靠近爆炸中心的幸存者并不能清晰地回忆起这声轰鸣，但是它能被处在 15 英里之外的其他人清楚地听到。一团雪白的云雾快速地升上天空，地面景象最初被一层蓝色薄雾遮蔽，随后是一片棕紫色的烟雾和灰尘。
以上目击证人揭示了事情的先后次序。在爆炸的瞬间，能量以光、热、辐射和冲击波的形式被释放。全部辐射，从 X 射线、伽马射线到紫外线和可见光，再到辐射热和红外线，均以光速传播。 由于巨大压力促成的冲击波在爆炸的几乎同时发生，但传播速度较慢，大约相当于音速。过热的气体形成初始的火球，以更慢的速度向外和向上扩散。
伴随着闪光，光线和辐射沿着直线传播，任何不透明物体――甚至一根藤蔓的一片叶子――和得到防护的物体均被其穿透。闪光的持续时间只有几分之一秒，但强度足以使一英里之外暴露的人类皮肤受到三度烧伤。衣物起火随后很快被吹飞，电线杆被烧焦，顶部覆盖茅草的房屋着火。黑色或者其他深色表面的易燃材料吸收了热量，很快被烧焦或者起火；白色或者浅色表面反射了相当部分的辐射，因而得以幸存。在一英里之外，作为日本建筑标志性特征的重质粘土瓦管被烧出气泡。华盛顿的国家标准局对该类瓦管样品的测试表明：要使粘土表面产生类似效应，当时温度必须超过 1,800 摄氏度。在一英里之外，暴露在闪光中的花岗岩表面碎裂，出现裂痕。在原子弹爆心投影点（处在爆炸位置正下方的地面一点），热量将尸体烧焦至无法辨认。
伽马射线等穿透性射线将储存在距离爆心投影点几乎一英里之外混凝土结构医院地下室的 X 光胶片曝光。对靠近爆心而又经受其他效应幸存下来的人类，射线的效应通常在两至三天后引发病症。骨髓以及血液系统均会受到影响。白血球数量下降，人类失去抵抗感染的能力。通常情况下，死亡会很快随之而来。对于距离爆心更远的人类，要在爆炸后 1 到 4 星期，射线的效应方才引发严重的病症。最初的病症是丧失食欲、疲乏以及不适。在 12 到 48 小时内，通常会出现高烧现象直至 104 到 105 华氏度，严重可导致死亡。如果发烧症状衰减，病人的其他病症通常会迅速消失，快速重新恢复健康的感觉。其他病症包括损失白血球、脱发以及精子数量减少。虽然这类射线具备强大的穿透性，物质屏障仍能过滤掉相当一部分。随着屏障的厚度增加，射线的穿透比例下降。迹象表明：即便靠近爆心投影点，数英尺水泥、或更厚的泥土能够给人类提供足够的防御，以避免辐射造成的严重后果。
跟随着闪光，冲击波能够给钢筋混凝土结构的屋顶施加足够强的压力，可以完全压倒所有强度稍逊的建筑。由于爆炸的高度，爆心投影点的压力峰值不会高于一枚高爆炸力的近失弹所造成的压力，在距离稍远处衰减。山峦和建筑的遮挡和反射造成了冲击波散布的不均衡。不过，冲击波的范围和持续时间远远超出一枚高爆炸弹，在广岛 700 英尺范围内以及长崎 2,000 英尺范围内，大部分钢筋混凝土建筑遭受了结构伤害或者坍塌。在广岛 7,300 英尺范围内以及长崎 8,500 英尺范围内，砖石结构建筑被推倒。典型的木质结构日本房屋全部倒塌，一直到广岛 7,300 英尺范围内以及长崎 8,200 英尺范围内。在这个范围之外，建筑根基、墙壁以及其他部分承受较弱的破坏。在 5 英里距离之外，玻璃窗户破碎。冲击波的持续时间比高爆炸弹更为长久，伴随着更多的碎片飞舞。窗户碎片、房门和其他能够被一枚高爆炸弹震落的部件以高速度被吹过那些没有倒塌的建筑。工厂建筑中，机械工具和大部分其他生产设备没有直接受到冲击波的破坏，但因倒塌的建筑以及引发的火灾而受损。