Tòa nhà là cấu trúc duy nhất còn lại gần chấn tiêu của quả bom. Sớm được gọi là "Vòm bom nguyên tử" với vòm khung kim loại lộ ra ở đỉnh tòa nhà,[1] nó đã được lên kế hoạch để phá dỡ với phần còn lại của tàn tích, nhưng do phần lớn tòa nhà vẫn còn lại nguyên cấu trúc nên kế hoạch phá hủy đã bị trì hoãn. Mái vòm trở thành một chủ đề gây tranh cãi, với một số người dân địa phương muốn nó bị phá hủy, trong khi những người khác muốn bảo tồn nó như một đài tưởng niệm vụ đánh bom và là biểu tượng của hòa bình.[8] Cuối cùng khi công việc tái thiết thành phố bắt đầu, cấu trúc xương của tòa nhà đã được giữ lại.[1]

Từ năm 1950 đến 1964, Công viên tưởng niệm Hòa bình Hiroshima được thành lập xung quanh Mái vòm. Hội đồng thành phố Hiroshima đã thông qua một nghị quyết vào năm 1966 về việc bảo tồn vĩnh viễn Mái vòm này, và được đặt tên chính thức là Đài tưởng niệm Hòa bình Hiroshima. Mái vòm tiếp tục là dấu mốc chính của công viên.

Thời tiết và sự xuống cấp của mái vòm tiếp tục diễn ra trong giai đoạn hậu thế chiến. Năm 1966, Hội đồng thành phố Hiroshima tuyên bố về dự định bảo tồn cấu trúc mái vòm không thời hạn. Thị trưởng nổi tiếng của thành phố Hiroshima, Shinzo Hamai đã nỗ lực kiếm nguồn kinh phí cho hoạt động bảo tồn từ cả trong và ngoài nước. Trong một chuyến đi đến Tokyo, ông đã dùng đến cả việc huy động trực tiếp trên đường phố thủ đô. Công việc bảo tồn mái vòm được hoàn thành vào năm 1967.[2][9] Ngoài ra, mái vòm cũng trải qua hai dự án nhỏ để ổn định tàn tích, đáng chú ý là từ tháng 10 năm 1989 đến tháng 3 năm 1990.[2]

Vào tháng 12 năm 1996, Vòm bom nguyên tử đã được UNESCO công nhận là Di sản thế giới của nhân loại theo Công ước Di sản thế giới. Nó là công trình tồn tại còn lại sau việc phá hoại bằng vũ khí hạt nhân, biểu tượng của hòa bình.

Mặc dầu vậy, đại diện của Trung Quốc vẫn có những bảo lưu về việc thừa nhận khu tưởng niệm này như là một Di sản thế giới và đại diện của Hoa Kỳ trong Ủy ban Di sản Thế giới của UNESCO không tham gia vào quyết định của Ủy ban [10]. Trung Quốc nêu ra rằng khu tưởng niệm này có thể bị sử dụng để làm lu mờ một thực tế rằng các quốc gia chống lại Nhật Bản trong Chiến tranh thế giới thứ hai mới là những nước gánh chịu thiệt hại nhân mạng nặng nề nhất. Hoa Kỳ lý luận rằng một khu tưởng niệm như thế đã bỏ qua bối cảnh lịch sử của vụ ném bom.