Pada bulan Agustus 1945, pesawat bomber ini sukses menjatuhkan dua bom atom nuklir, masing-masing di Hiroshima dan Nagasaki.
Membuat pesawat ini menjadi satu-satunya pesawat yang pernah menggunakan senjata nuklir dalam perang.
Pesawat yang bertugas di Hiroshima mendapat julukan Enola Guy, dterbangkan oleh Letkol Paul W. Tibbets, menjatuhkan bom pertama berjuluk Little Boy, pada tanggal 6 Agustus 1945.
Little Boy merupakan bom atom dengan bobot hingga 4.400 kg dan memiliki daya ledak setara dengan 15.000 ton TNT.
Saat ini Enola Guy telah direstorasi dengan baik dan dipamerkan di Smithsonian's Steven F. Udvar-Hazy Center, di luar Bandara Dulles di Washington, D.C.
Dengan biaya desain dan produksi sebesar $3 miliar, setara dengan $43 miliar saat ini (setara Rp632,6 triliun), proyek B-29 jadi yang termahal selama perang dunia berlangsung.