Après sa victoire éclatante à la bataille de Chancellorsville, le général Robert E. Lee a décidé de tenter une deuxième invasion du Nord. Il pensait qu'une telle décision perturberait les plans de l'armée de l'Union pour la campagne d'été, permettrait à son armée de vivre des riches fermes de Pennsylvanie et aiderait à réduire la pression sur la garnison confédérée de Vicksburg, MS. À la suite de la mort du lieutenant-général Thomas "Stonewall" Jackson, Lee a réorganisé son armée en trois corps commandés par le lieutenant-général James Longstreet, le lieutenant-général Richard Ewell et le lieutenant-général A.P. Hill. Le 3 juin 1863, Lee commença tranquillement à éloigner ses forces de Fredericksburg, VA.
Le 9 juin, la cavalerie de l'Union dirigée par le major-général Alfred Pleasonton a surpris le major-général J.E.B. Corps de cavalerie confédéré de Stuart près de Brandy Station, VA. Dans la plus grande bataille de cavalerie de la guerre, les hommes de Pleasanton ont combattu les Confédérés au point mort, montrant qu'ils étaient enfin les égaux de leurs homologues du Sud. Après Brandy Station et les rapports sur la marche de Lee vers le nord, le major-général Joseph Hooker, commandant l'armée du Potomac, a commencé à se mettre à sa poursuite. Restant entre les Confédérés et Washington, Hooker pressa vers le nord lorsque les hommes de Lee entrèrent en Pennsylvanie. Au fur et à mesure que les deux armées progressaient, Stuart a été autorisé à emmener sa cavalerie faire un tour sur le flanc est de l'armée de l'Union. Ce raid a privé Lee de ses forces de reconnaissance au cours des deux premiers jours de la bataille à venir. Le 28 juin, après une dispute avec Lincoln, Hooker a été relevé et remplacé par le major-général George G. Meade. Pennsylvanien, Meade a continué de déplacer l'armée vers le nord pour intercepter Lee.
Le 29 juin, avec son armée déployée en arc de cercle entre Susquehanna et Chambersburg, Lee a ordonné à ses troupes de se concentrer à Cashtown, en Pennsylvanie, après avoir appris que Meade avait traversé le Potomac. Le lendemain, Brigade confédérée. Le général James Pettigrew a observé la cavalerie de l'Union sous le commandement du Brig. Le général John Buford entrant dans la ville de Gettysburg au sud-est. Il a signalé cela à ses commandants de division et de corps, le major-général Harry Heth et A.P.Hill, et, malgré les ordres de Lee d'éviter un engagement majeur jusqu'à ce que l'armée soit concentrée, les trois ont prévu une reconnaissance en force pour le lendemain..
À son arrivée à Gettysburg, Buford s'est rendu compte que les hauteurs au sud de la ville seraient essentielles dans toute bataille menée dans la région. Sachant que tout combat impliquant sa division serait une action retardatrice, il a posté ses soldats sur les basses crêtes au nord et au nord-ouest de la ville dans le but de gagner du temps pour que l'armée monte et occupe les hauteurs. Le matin du 1er juillet, la division de Heth a avancé le Cashtown Pike et a rencontré les hommes de Buford vers 7h30. Au cours des deux heures et demie suivantes, Heth repoussa lentement les cavaliers vers McPherson's Ridge. À 10 h 20, les principaux éléments du 1er Corps du major-général John Reynolds sont arrivés pour renforcer Buford. Peu de temps après, alors qu'il dirigeait ses troupes, Reynolds a été abattu et tué. Le major-général Abner Doubleday a pris le commandement et le I Corps a repoussé les attaques de Heth et a fait de lourdes pertes..
Alors que les combats faisaient rage au nord-ouest de Gettysburg, le corps d'Union XI du major-général Oliver O. Howard se déployait au nord de la ville. Composé en grande partie d'immigrants allemands, le XIe corps avait récemment été mis en déroute à Chancellorsville. Couvrant un large front, le XIe corps fut attaqué par le corps d'Ewell qui s'avançait vers le sud depuis Carlisle, en Pennsylvanie. Rapidement flanquée, la ligne du XIe Corps commença à s'effriter, les troupes remontant la ville en direction de Cemetery Hill. Cette retraite a forcé le I Corps, qui était en infériorité numérique et exécutant un retrait de combat pour accélérer son rythme. Les combats ayant pris fin le premier jour, les troupes de l'Union étaient retombées et avaient établi une nouvelle ligne centrée sur Cemetery Hill et descendant vers le sud sur Cemetery Ridge et vers l'est jusqu'à Culp's Hill. Les confédérés occupaient Seminary Ridge, en face de Cemetery Ridge et la ville de Gettysburg.
Pendant la nuit, Meade est arrivé avec la majorité de l'armée du Potomac. Après avoir renforcé la ligne existante, Meade l'a prolongée vers le sud le long de la crête sur deux milles se terminant au pied d'une colline connue sous le nom de Little Round Top. Le plan de Lee pour le deuxième jour était que le corps de Longstreet se déplace vers le sud et attaque et flanque l'Union à gauche. Cela devait être soutenu par des manifestations contre le cimetière et les collines de Culp. N'ayant pas de cavalerie pour repérer le champ de bataille, Lee ignorait que Meade avait étendu sa ligne vers le sud et que Longstreet attaquerait les troupes de l'Union plutôt que de marcher autour de leur flanc..
Le corps de Longstreet n'a commencé son attaque qu'à 16 h 00, en raison de la nécessité de contrarcher vers le nord après avoir été aperçu par une station de signalisation de l'Union. En face de lui se trouvait le corps de l'Union III commandé par le major-général Daniel Sickles. Insatisfait de sa position sur Cemetery Ridge, Sickles avait avancé ses hommes, sans ordre, vers un terrain légèrement plus élevé près d'un verger de pêchers à environ un demi-mille de la ligne principale de l'Union avec sa gauche ancrée sur une zone rocheuse en face de Little Round Top connue sous le nom de repaire du diable.
Alors que l'attaque de Longstreet s'est abattue sur le IIIe corps, Meade a été forcée d'envoyer tout le Ve Corps, la plupart du XIIe Corps et des éléments des VIe et IIe Corps pour sauver la situation. En refoulant les troupes de l'Union, des combats sanglants ont eu lieu dans le champ de blé et dans la «vallée de la mort», avant que le front ne se stabilise le long de la crête du cimetière. À l'extrémité extrême de la gauche de l'Union, le 20e Maine, sous la direction du colonel Joshua Lawrence Chamberlain, a réussi à défendre les hauteurs de Little Round Top avec les autres régiments de la brigade du colonel Strong Vincent. Pendant la soirée, les combats se sont poursuivis près de Cemetery Hill et autour de Culp's Hill.
Après avoir presque réussi le 2 juillet, Lee a décidé d'employer un plan similaire le 3, avec Longstreet attaquant l'Union à gauche et Ewell à droite. Ce plan a été rapidement perturbé lorsque des troupes du XIIe Corps ont attaqué à l'aube des positions confédérées autour de Culp's Hill. Lee a alors décidé de concentrer l'action de la journée sur le centre Union sur Cemetery Ridge. Pour l'attaque, Lee a choisi Longstreet pour le commandement et lui a attribué la division du major-général George Pickett de son propre corps et six brigades du corps de Hill..
À 13 h 00, toute l'artillerie confédérée pouvant être amenée à porter le feu a ouvert sur la position de l'Union le long de la crête du cimetière. Après avoir attendu environ quinze minutes pour conserver les munitions, quatre-vingts canons de l'Union ont répondu. Bien qu'il s'agisse de l'une des plus grandes canonnades de la guerre, peu de dégâts ont été infligés. Vers 3 h, Longstreet, qui avait peu de confiance dans le plan, a donné le signal et 12 500 soldats ont avancé à travers l'écart ouvert de trois quarts de mile entre les crêtes. Poussées par l'artillerie alors qu'elles marchaient, les troupes confédérées ont été sanglamment repoussées par les soldats de l'Union sur la crête, faisant plus de 50% de victimes. Une seule percée a été réalisée et elle a été rapidement contenue par les réserves de l'Union.
Après la répulsion de l'assaut de Longstreet, les deux armées sont restées en place, Lee formant une position défensive contre une attaque prévue de l'Union. Le 5 juillet, sous de fortes pluies, Lee a commencé sa retraite en Virginie. Meade, malgré les appels de Lincoln pour la vitesse, a lentement suivi et n'a pas pu piéger Lee avant de traverser le Potomac. La bataille de Gettysburg a renversé la tendance à l'Est en faveur de l'Union. Jamais plus Lee ne poursuivra d'opérations offensives, se concentrant uniquement sur la défense de Richmond. La bataille a été la plus sanglante jamais menée en Amérique du Nord, l'Union ayant subi 23 055 victimes (3 155 tués, 14 531 blessés, 5 369 capturés / disparus) et les Confédérés 23 231 (4 708 tués, 12 693 blessés, 5 830 capturés / disparus).
Après avoir passé l'hiver 1863 à chercher un moyen de contourner Vicksburg sans succès, le major-général Ulysses S. Grant a conçu un plan audacieux pour capturer la forteresse confédérée. Grant a proposé de descendre la rive ouest du Mississippi, puis de se détacher de ses lignes d'approvisionnement en traversant la rivière et en attaquant la ville par le sud et l'est. Cette décision risquée devait être appuyée par des canonnières commandées par le Cam. David D. Porter, qui passerait en aval des batteries de Vicksburg avant que Grant ne traverse la rivière.
Dans la nuit du 16 avril, Porter mena sept blindés et trois transports en aval vers Vicksburg. Bien qu'il ait alerté les confédérés, il a réussi à passer les batteries avec peu de dégâts. Six jours plus tard, Porter a dirigé six autres navires chargés de fournitures devant Vicksburg. Avec une force navale établie en dessous de la ville, Grant a commencé sa marche vers le sud. Après avoir feinté vers Snyder's Bluff, les 44 000 hommes de son armée ont traversé le Mississippi à Bruinsburg le 30. Se déplaçant vers le nord-est, Grant a cherché à couper les lignes de chemin de fer à Vicksburg avant d'allumer la ville elle-même.
Écartant une petite force confédérée à Port Gibson le 1er mai, Grant poursuivit son chemin vers Raymond, MS. En face de lui se trouvaient des éléments de l'armée confédérée du lieutenant-général John C. Pemberton qui tenta de prendre position près de Raymond, mais fut vaincu le 12. Cette victoire a permis aux troupes de l'Union de couper le chemin de fer du Sud, isolant Vicksburg. La situation s'effondrant, le général Joseph Johnston a été envoyé pour prendre le commandement de toutes les troupes confédérées du Mississippi. En arrivant à Jackson, il a constaté qu'il lui manquait les hommes à défendre en ville et s'est replié face à l'avance de l'Union. Les troupes du Nord sont entrées dans la ville le 14 mai et ont détruit tout ce qui avait une valeur militaire.
Vicksburg étant coupé, Grant se tourna vers l'ouest en direction de l'armée en retraite de Pemberton. Le 16 mai, Pemberton a pris une position défensive près de Champion Hill à vingt milles à l'est de Vicksburg. Attaquant le corps du major-général John McClernand et du major-général James McPherson, Grant a réussi à briser la ligne de Pemberton, ce qui l'a obligé à se retirer sur la rivière Big Black. Le lendemain, Grant délogea Pemberton de cette position le forçant à reculer les défenses à Vicksburg.
Arrivé sur les talons de Pemberton et souhaitant éviter un siège, Grant attaqua Vicksburg le 19 mai et de nouveau le 22 mai sans succès. Alors que Grant se préparait à assiéger la ville, Pemberton reçut l'ordre de Johnston d'abandonner la ville et de sauver les 30 000 hommes de son commandement. Ne croyant pas qu'il pouvait s'échapper en toute sécurité, Pemberton a creusé en espérant que Johnston serait en mesure d'attaquer et de soulager la ville. Grant investit rapidement Vicksburg et commença à affamer la garnison confédérée.
Alors que les troupes de Pemberton commençaient à tomber dans la maladie et la faim, l'armée de Grant s'agrandit à mesure que de nouvelles troupes arrivaient et que ses lignes d'approvisionnement étaient rouvertes. Avec la détérioration de la situation à Vicksburg, les défenseurs ont commencé à se demander ouvertement où se trouvaient les forces de Johnston. Le commandant confédéré était à Jackson, essayant de rassembler des troupes pour attaquer l'arrière de Grant. Le 25 juin, les troupes de l'Union ont fait exploser une mine sous une partie des lignes confédérées, mais l'assaut de suivi n'a pas réussi à violer les défenses.
Fin juin, plus de la moitié des hommes de Pemberton étaient malades ou hospitalisés. Sentant que Vicksburg était condamné, Pemberton a contacté Grant le 3 juillet et a demandé les conditions de la reddition. Après avoir initialement demandé une reddition inconditionnelle, Grant a cédé et a permis la libération conditionnelle des troupes confédérées. Le lendemain, le 4 juillet, Pemberton céda la ville à Grant, donnant à l'Union le contrôle du Mississippi. Combinée à la victoire de Gettysburg la veille, la chute de Vicksburg a marqué l'ascendant de l'Union et le déclin de la Confédération.