Uranyum ve Plutonyum bir küre haline getirilir ve birkaç parçaya ayrılır; bunların bir birine değmemesi için arada yaylı bir mekanizma vardır. Küre, etrafı nötron yansıtıcı bir malzeme ile kaplanır. Bu malzeme de TNT gibi bir patlayıcı ile örtülür. Patlatma işlemi bomba yere değmeden önce (hava) gerçekleştirilir ve hangi irtifada patlama gerçekleşmesi isteniyorsa bunu belirleyen bir barometrik-basın sensörü kullanılır. Bomba arzu edilen irtifaya ulaştığında aşağıdaki işlemler dizisi gerçekleşir.

TNT ve/veya konvansiyonel patlayıcı ateşlenerek bir şok dalgası (basıç) yaratılır
Şok dalgası içteki melzemeleri sıkıştırmasıyla kritik kütle bir araya gelir
Fisyon reaksiyonu başlar
Nükleer patlama gerçekleşir.
Nagazaki’ye atlılan bomba (Fat Man olarak anılır) bu tür bir bomba idi ve 23-kiloton patlayıcı eşdeğerine ve % 17 verimiliğe sahipti. Daha sonra bu tasarımda yapılan değişikliklerle sırasıyla aşağıdaki olaylar meydana gelir:

Patlayıcılar ateşlenerek bir şok dalgası oluşturulır
Şok dalgası Plutonyum parçalarını küresel bir şekilde bir araya getirir
Plutonyum parçaları merkezde yer alan Be/Po malzemesine çarpar
Fisyon reaksiyonu başlar
Nükleer patlama meydana gelir