Segunda Batalha de Bull Run (Manassas) e Antietam
Pope avançou com confiança em direção ao rio Rappahannock com seu Exército da Virgínia enquanto Lee, depois que McClellan foi retirado de perto de Richmond, moveu-se para o norte para confrontar Pope antes que pudesse se juntar a todos os McClellans tropas. Ousadamente dividindo seu exército, Lee enviou Jackson para destruir a base de Pope em Manassas, enquanto ele próprio avançava por outra rota com metade do exército de James Longstreet. Pope abriu a Segunda Batalha de Bull Run (no Sul, a Batalha de Second Manassas) em 29 de agosto com ataques pesados, mas inúteis, a Jackson. No dia seguinte, Lee chegou e esmagou a esquerda federal com um ataque maciço de flanco por Longstreet, que, combinado com os contra-ataques de Jackson, levou os nortistas de volta à derrota em Washington. Pope perdeu 13.824 homens de uma força de cerca de 70.000, enquanto Lee perdeu 8.353 de cerca de 55.000. Com os soldados federais perdendo a confiança no Papa, Lincoln o substituiu e reuniu suas forças no Exército do Potomac de McClellan.
Lee seguiu sua vantagem com sua primeira invasão do Norte, avançando até Frederick, Maryland. Sua esperança era trazer Maryland (um estado escravista que havia permanecido na União) para a Confederação. Ele também sentiu que se pudesse continuar a oprimir a vontade civil do lado da União, o Norte concederia à Confederação sua independência. McClellan teve que reorganizar seu exército em marcha, uma tarefa que desempenhou com competência. Mas McClellan não conseguiu superar seus próprios piores impulsos. Ele superestimou o tamanho do exército de Lee por um fator de cerca de dois anos e meio. Pior, ele falhou em capitalizar em um golpe de sorte surpreendente: a captura das ordens de Lee, descobertas no chão enroladas em três charutos. Em vez de atacar imediatamente contra as forças dispersas de Lee, McClellan esperou 18 horas antes de se mover. Finalmente, McClellan pressionou para frente e arrancou a iniciativa de Lee atacando e derrotando uma força confederada em três intervalos da South Mountain entre Frederick e Hagerstown em 14 de setembro. Lee caiu em uma posição defensiva apertada ao longo de Antietam Creek, perto de Sharpsburg, Maryland, onde ele foi reforçado por Jackson, que tinha acabado de capturar cerca de 12.000 Federados em Harpers Ferry. Depois de mais um atraso, McClellan atacou os confederados em 17 de setembro no dia mais sangrento da guerra. Embora ganhando terreno, os federais não conseguiram levar o exército confederado ao Potomac, mas Lee foi obrigado a recuar para a Virgínia. Em Antietam, McClellan perdeu 12.401 de cerca de 87.000 noivos, enquanto Lee perdeu 10.316 de talvez 45.000. Quando McClellan não perseguiu Lee tão rapidamente quanto Lincoln e Halleck pensaram que deveria, ele foi substituído no comando por Ambrose E. Burnside, um acólito de McClellan que havia sido um comandante de corpo ineficaz em Antietam.