Fat Man (signifiant « homme obèse » en français) est le nom de code de la bombe A larguée sur Nagasaki au Japon le par l'armée américaine. C'est la deuxième et dernière bombe atomique utilisée de manière offensive.
Fat Man provoque la troisième explosion nucléaire artificielle de l'histoire après Gadget et Little Boy. D'une longueur de et d'un diamètre de , elle pèse . Après la guerre, son nom est utilisé pour désigner familièrement la famille de bombes Mark 3, construites sur les mêmes principes.
En , après le rejet officiel de la demande de capitulation du Japon, le président américain Harry S. Truman ordonne au général Carl A. Spaatz de procéder au bombardement atomique de l'une des quatre villes japonaises, selon une liste établie par le Comité des objectifs (Target Committee) qui a été réuni en mai, puis modifiée (pour épargner Kyoto qui avait été sélectionné comme premier objectif) : Hiroshima, Kokura, Niigata ou Nagasaki (qui remplace Kyoto).
Le , un bombardier Boeing B-29 Superfortress de la série Silverplate, baptisé Enola Gay, largue Little Boy au-dessus d'Hiroshima.
Le , un bombardier B-29, lui-aussi de la série Silverplate, baptisé Bockscar, se dirige vers la ville de Kokura avec à son bord la bombe Fat Man. À cause d'un bombardement le matin même sur la zone voisine de Yahata qui couvre la ville de fumée, Bocksar se dirige vers sa cible secondaire et largue Fat Man au-dessus de Nagasaki. La détonation a lieu à au-dessus de la ville, tuant plus de .
Il s'agit d'une bombe au plutonium 239 (239Pu), en contenant , ce qui donne une puissance de 21 à , supérieure à celle de Little Boy larguée sur Hiroshima. La destruction est toutefois moins importante à cause de la nature vallonnée du terrain à Nagasaki (Hiroshima était sur une grande étendue plane).
Plusieurs bombes de type « Fat Man » (Mark 3) sont construites après la guerre et les deux tirs de l'opération Crossroads sur l'atoll de Bikini utilisent ce modèle de bombe.