Αγνοούσε ωστόσο, ότι ο συγκεκριμένος κινητήρας άνηκε στο αμερικανικό βομβαρδιστικό “Εnola Gay”, που σε λίγα δευτερόλεπτα θα έριχνε στην πόλη μια ατομική βόμβα ουρανίου.
Καθώς το αεροπλάνο πλησίαζε στον στόχο του, το πρωί της 6ης Αυγούστου του 1945, ο Γιαμαγκούτσι κατέβαινε από το τραμ.
Κοίταξε τον ουρανό και είδε να περνά από πάνω ένα βομβαρδιστικό, ρίχνοντας δύο μικρά αλεξίπτωτα. Επικράτησε κόλαση. Είδε μια εκτυφλωτική λάμψη και αμέσως μετά έπεσε στο έδαφος. Η τεράστια πυρηνική κεφαλή είχε εκραγεί περίπου 3 χιλιόμετρα μακριά από το σημείο που στεκόταν.
Η βόμβα πυροδοτήθηκε σε ύψος 600 μέτρων πάνω από την Χιροσίμα. Στρέφοντας το βλέμμα του ψηλά, ο Γιαμακούτσι είδε ένα θεόρατο μανιτάρι από φωτιά να υψώνεται στον ουρανό. Λίγα δευτερόλεπτα μετά, λιποθύμησε. Η έκρηξη κατέστρεψε τα ακουστικά του τύμπανα και η εκτυφλωτική της λάμψη του προκάλεσε προσωρινή τύφλωση.
Λόγω της έντονης θερμότητας που προκάλεσε η έκρηξη, υπέστη σοβαρά εγκαύματα στην αριστερή πλευρά του σώματος του. Όταν κάποια στιγμή ανέκτησε τις αισθήσεις του, σύρθηκε μέχρι το πλησιέστερο καταφύγιο και προσπάθησε να καταλάβει τι έχει συμβεί. Εκεί συνάντησε τρεις συναδέλφους του, επίσης επιζώντες. Ήταν όλοι τους μηχανικοί που εργάζονταν στο εργοστάσιο ναυπηγικής της Mitsubishi. Είχαν την ατυχία να σταλούν για επαγγελματικούς λόγους στην Χιροσίμα την ημέρα του βομαρδισμού.
Διανυκτέρευσαν μαζί στο αντιεροπορικό καταφύγιο, φροντίζοντας τα τραύματα τους. Το επόμενο πρωί βγήκαν έξω και βάδισαν ανάμεσα στα καρβουνιασμένα ερείπια, κατευθυνόμενοι προς το κοντινότερο σιδηροδρομικό σταθμό. Δεν έβλεπαν την ώρα να πάρουν ένα από τα ελάχιστα τρένα που θα τους πήγαινε πίσω στην πόλη τους, το Ναγκασάκι (320 χλμ. μακριά από την Χιροσίμα).
Με το που έφτασε στο Ναγκασάκι, ο Γιαμαγκούτσι πήγε αμέσως στο νοσοκομείο για να περιποιηθούν τα τραύματα του. Στις 9 Αυγούστου, δύο μέρες μετά το ατυχές συμβάν, ένιωσε αρκετά δυνατός να επιστρέψει στην δουλειά του, όπου εκεί διηγήθηκε στους συναδέλφους του την εμπειρία του.
Στις 11:02 π.μ. ακριβώς, μια εκτυφλωτική λάμψη έλουσε το γραφείο του. Τα τραύματα του Γιαμαγκούτσι εκτέθηκαν για δεύτερη φορά στη θερμότητα και ο ίδιος έπεσε με δύναμη στο πάτωμα.
Η αμερικανική πολεμική αεροπορία μόλις είχε ρίξει την δεύτερη πυρηνική κεφαλή, γνωστή και ως ο “χοντρός”, ένα όνομα φόρο τιμής στον Ουίνστον Τσόρτσιλ. Η βόμβα πλουτωνίου 25 κιλοτόνων ήταν πολύ μεγαλύτερη από της Χιροσίμα και εξεράγη στη λεκάνη της κοιλάδας όπου βρισκόταν το Ναγκασάκι. Άφησε πίσω της 74.000 νεκρούς και άλλους τόσους τραυματισμένους.
Ο Γιαμαγκούτσι, η γυναίκα και ο μικρός του γιος, σώθηκαν από θαύμα και πέρασαν όλη την εβδομάδα κρυμμένοι σε ένα αντιεροπορικό καταφύγιο κοντά στα συντρίμμια του σπιτιού τους. Πέντε μέρες αργότερα ο Χιροχίτο ανακοίνωσε την συνθηκολόγηση της Ιαπωνίας.
Η επιβίωση του Γιαμαγκούτσι από τις δύο εκρήξεις ήταν θαύμα. Το 1957 ανακυρήχθηκε Χιμπακούσα, δηλαδή επιζών από πυρηνική έκρηξη, έπρεπε όμως να περιμένει μέχρι το 2009 για να χαρακτηριστεί και επισήμως, Νίτζου Χιμπακούσα, δηλαδή επιζών από δύο ατομικές βόμβες. Οι δύο βομβαρδισμοί άφησαν πάνω του τα σημάδια τους, τόσο σωματικά, όσο και ψυχικά. Συνέπεια της έκρηξης στην Χιροσίμα ήταν να χάσει εντελώς την ακοή του από το αριστερό αυτί και για κάποιο διάστημα όλα τα μαλλιά του.
Το 2008 η γυναίκα του προσβλήθηκε από καρκίνο στο ήπαρ και λίγο μετά πέθανε. Ο Γιαμαγκούτσι από την άλλη, προσβλήθηκε από οξεία λευχαιμία και απεβίωσε το 2010 σε ηλικία 93 ετών. Η μακροζωία του ήταν κάτι το απίστευτο, κάτι που γνώριζε πολύ καλά και ο ίδιος, λέγοντας πως ήταν “δώρο Θεού”.