En algunas condiciones, los muchos incendios individuales creados por una explosión nuclear pueden fusionarse en un incendio masivo conocido como «tormenta de fuego».»La combinación de muchos incendios más pequeños calienta el aire y causa vientos de fuerza de huracán dirigidos hacia el interior hacia el fuego, que a su vez avivan las llamas. Para que se desarrolle una tormenta de fuego:
- Debe haber al menos 8 libras de combustibles por pie cuadrado.
- Al menos la mitad de las estructuras en el área están en llamas simultáneamente.
- Inicialmente hay un viento de menos de 8 millas por hora.
- El área de combustión es de al menos 0,5 millas cuadradas.
En Hiroshima, se desarrolló una tormenta de fuego y se destruyeron unas 4,4 millas cuadradas. Aunque hubo algunos daños por incendios incontrolados en Nagasaki, no se desarrolló una tormenta de fuego. Una de las razones de esto fue la diferencia en el terreno. Hiroshima es relativamente plana, mientras que Nagasaki tiene un terreno irregular.
Las tormentas de fuego también pueden ser causadas por bombardeos convencionales. Durante la Segunda Guerra Mundial, las ciudades de Dresde, Hamburgo y Tokio sufrieron los efectos de las tormentas de fuego.