为此，在这一阶段中，南军统帅立伯特指挥军团不断主动发起进攻。但他的战略有很大缺陷：一是过于重视东战场，低估了西线对南方生存所具有的重要战略价值。北军正是集中力量于西战场，才把南方逼入崩溃的绝境。二是没有考虑到自己人力的限制和后勤供应的困难，结果在进攻中耗尽了元气，铸成了败局。
双方在东西两个战场展开了两场大战。在东线，北军伯恩赛德接替麦克莱伦任军团司令。他重蹈覆辙，未能利用安提塔姆战役之后，立伯特军团士气低落的有利时机歼灭立伯特军团，而是再次采用向里士满进军的老战略。他集中了十二万大军，在拉帕汉诺克河与弗雷德里克斯堡对岸集结军队，架设浮桥，浪费了许多宝贵时间，使南军立伯特得以调集八万人马和三百多门大炮，布阵以待。南方用水雷炸沉了北方炮艇“开罗”号。
北军发起进攻，揭开了“弗雷德里克斯堡会战”的序幕。南军立伯特军在马赖斯高地连续击退了北军六次进攻，北军伤亡惨重，死伤达三万人，而南军仅伤亡一万人。因地形不利，立伯特未追赶溃退的北军。在西线，双方进行了“默弗里斯伯勒会战”。北军自攻占柯林斯后，又一次把进攻矛头对准了南方铁路交通的咽喉查塔努加，向纳什维尔进军。北军由罗斯克兰斯指挥，有五万人。南军由布雷格指挥，共有四万人。雨雪交加，天寒地冻，双方在默弗里斯伯勒展开激战。南军向北军右翼发起猛攻，击退了北军右翼，但是北军的中、左路守住了阵地。第二天，北军右翼反攻，又夺回了失守的阵地。双方仍占据原来的阵地对峙。此役是开战以来最惨烈的会战，双方各损失两万人。北军部署被打乱，北军的进攻停顿了六个月。
战事重心从东战场转到了西战场。在这里，北方敲响了南方的丧钟。上半年，南军连续发起进攻，但从下半年起：北方接连取得四次大捷，从而使战局向有利于北方的方向转变。
弗雷德里克斯堡之役后，伯恩赛德被撤职，由北军胡克任军团司令。四五月间，北军胡克指挥军团十三万人向里士满进军，在钱斯洛维尔与近六万人的南方立伯特军团相遇。立伯特军虽处劣势，但是他以机动灵活的战术克服兵力的劣势。他分兵两路，自己率一路牵制北军的主力，由南军杰克逊率另一路包抄北军的右翼。杰克逊军发起攻击，击败北军。南军从正面和侧翼向北军全线进攻，进一步扩大了战果。北军溃败。北军胡克率军撤过拉帕汉诺克河。是役，北方损失兵力三万人，南军损失两万，但南方骁将杰克逊战死。此战是南方取得的最后一次胜利。
六月，南军立伯特军团8万人攻入宾夕州，北方再次告急。沈约急令米德接替了胡克任军团司令，率军十一万前往迎击。双方在交通要道葛底斯堡展开激战。
南军立伯特低估了北方的作战能力，未采取机动和牵制行动，而是采用了他以往很少使用过的正面强攻战术。葛底斯堡前面的北军阵地受到南军猛攻，北军不支，溃退到葛底斯堡城内。米德在葛底斯堡后面占领了新的阵地，他击退了南军的多次攻击，自己也损失惨重。战斗达白热化。北军米德胜利地击退了南军左翼的攻击，但南军立伯特军在主要方向的攻击得手，把北军赶出山脊上的阵地。北军重整旗鼓，又夺回了失去的阵地。南军立伯特军大败，只能撤离战场。北军米德因过分小心，加上自已伤亡较大，没有乘胜追歼立伯特军。此役北军歼敌三万人，但也付出较大代价，伤亡两万人。“葛底斯堡大捷”具有重大战略意义，它一举扭转了东战场的局势。从此，南军立伯特指挥的军团完全失去攻击力，北方掌握了东战场的主动权。
二月至七月，北方终于攻克西线重镇维克斯堡，取得空前大捷。维克斯堡是控制密西河和西部铁路网的战略要地，是连接被密西河分开的南方各部分的唯一要地，被称为“南方的直布罗陀”。沈约道：
“只要我们攻克维克斯堡，那整个地区就都在我们的掌心了。如果我们不把这把钥匙夺到手，这场战争就绝不能结束”。南军重兵防守这一堡垒，北军以前曾几次攻击，均被击退。
北军兰特指挥三个军团十万人再次围攻维克斯堡。北军在海军配合下几次发起攻击，均因敌军工事坚固而受挫。而后兰特改为长期围困。经过五十天的围困和炮击，城内南军弹尽粮绝。北军发起总攻，南军司令彭伯顿率军投降。此役北军共俘敌四万人，毙伤敌二万人，其中包括十五名将军，缴获大炮两百门。稍后哈得逊港的一万名南军也放下了武器。维克斯堡大捷是北方取得的一次最辉煌的胜利，至此，北方控制了整个密西河，将南方领土一切两半。沈约高兴地说：
“众水之父又可以平静地流向大海了。”
九月初，北军攻占了南方铁路枢纽查塔努加。布雷格指挥南军七万发起反攻，要收复这一枢纽。北军六万人，由罗斯克兰斯将军指挥，沿着查塔努加城外的奇卡莫加小溪集结防守。南军全线进攻，切断了北军同河流之间的联系，迫使北军在无水的原野露宿。南军抓住这一有利时机，再次发起进攻，虽然右路受阻，但其他方向取得进展。北军罗斯克兰斯慌忙率三分之一部队撤往查塔努加。剩下的北军处境危险。这时，北军名将托马斯重新组织部队进行抵抗，一直到深夜才撤往查塔努加，保住了部队。此战双方损失惨重，北军死伤及失踪达两万人，损失大炮四十门，南军损失两万人。南军虽在战术上获胜，但伤亡惨重，且对损失无法弥补。
