Tsutomu Yamaguchi se encontraba de visita en Hiroshima el 6 de agosto de 1945, justo el día que a tres kilómetros de donde él se encontraba calló la bomba atómica que devastó la ciudad y en la que tan solo resultó herido, aunque con múltiples quemaduras.
Tres días después regresó a su ciudad, que no era otra que Nagasaki. Tsutomu Yamaguchi volvió a vivir el drama de la explosión nuclear y volvía a hacerlo a tres kilómetros de él, y de nuevo sobrevivió a tan tremenda explosión.


Tsutomu Yamaguchi figuraba en la lista de supervivientes de la explosión de Nagasaki, pero no fue hasta el 2009 que el gobierno japonés lo reconoció también como superviviente de la bomba de Hiroshima. De esa manera se convirtió en la única persona del mundo reconocida oficialmente por haber sobrevivido a ambos acontecimientos ocurridos durante los últimos días de la Segunda Guerra Mundial. Se dice que hay más personas que sobrevivieron a los dos bombardeos, aunque el gobierno japonés nunca los reconoció.


Yamaguchi se convirtió en activista contra las armas nucleares y contaba su historia en todos los foros internacionales a los que acudía. Yamaguchi contaba que su historia fue una terrible experiencia y a la vez un «camino sembrado por Dios» para transmitir lo ocurrido.
Tsutomu Yamaguchi es el único superviviente reconocido oficialmente, aunque el Museo de la Paz de Hiroshima calcula que pudieron existir 165  personas más que vivieron el mismo infierno. ​
Yamaguchi falleció a los 94 años y fue enterrado en Nagasaki, su ciudad natal.