El museo comienza antes de la bomba, con la historia del propio lugar. El hipocentro de la explosión fue el distrito de Urakami, que durante mucho tiempo había sido un suburbio rústico y bastante aislado. Después de los años 20, eso cambió. El distrito fue elegido como emplazamiento de fábricas de municiones, y su población se disparó. Una sección del museo llamada Acontecimientos que condujeron al bombardeo atómico de Nagasaki expone la cadena de hechos históricos detrás del ataque, y pretende presentarlos al margen de los prejuicios del presente. La exposición más amplia también repasa las guerras que formaron el trasfondo, el conflicto entre Japón y China y, después, la Guerra del Pacífico. Luego llega el día en sí. A las once de la mañana y dos minutos del 9 de agosto de 1945, la bomba apodada Fat Man fue lanzada sobre Nagasaki. Su nombre en clave procedía de Estados Unidos, donde Robert Serber lo eligió, en referencia a un personaje interpretado por Sydney Greenstreet en la película El halcón maltés. Una nube en forma de hongo se elevó hasta unos 45.000 pies, unos 14.000 metros, sobre la ciudad. Entre las piezas expuestas hay una maqueta de Fat Man, para que puedan ver la forma del arma que causó esto.