Στις 31 Μαΐου, καθώς ο στρατός του Grant περιστρεφόταν για άλλη μια φορά γύρω από τη δεξιά πλευρά του στρατού του Lee, το ιππικό της Ένωσης κατέλαβε το σταυροδρόμι του Old Cold Harbor, περίπου 10 μίλια βορειοανατολικά της συνομοσπονδιακής πρωτεύουσας του Ρίτσμοντ της Βιρτζίνια, κρατώντας το ενάντια στις επιθέσεις των Συνομοσπονδιακών μέχρι το πεζικό της Ένωσης έφτασε.Τόσο ο Grant όσο και ο Lee, των οποίων οι στρατοί είχαν υποστεί τεράστιες απώλειες στην Overland Campaign, έλαβαν ενισχύσεις.Το βράδυ της 1ης Ιουνίου, το Σώμα VI της Ένωσης και το XVIII Σώμα έφθασαν και επιτέθηκαν στα Συνομοσπονδιακά έργα στα δυτικά του σταυροδρόμι με κάποια επιτυχία.Στις 2 Ιουνίου, οι υπόλοιποι και των δύο στρατών έφτασαν και οι Συνομοσπονδίες έχτισαν μια περίτεχνη σειρά οχυρώσεων μήκους 7 μιλίων.Τα ξημερώματα της 3ης Ιουνίου, τρία σώματα της Ένωσης επιτέθηκαν στα έργα της Συνομοσπονδίας στο νότιο άκρο της γραμμής και απωθήθηκαν εύκολα με βαριές απώλειες.Οι προσπάθειες για επίθεση στο βόρειο άκρο της γραμμής και για επανέναρξη των επιθέσεων στο νότιο ήταν ανεπιτυχείς.Η μάχη προκάλεσε άνοδο του αντιπολεμικού αισθήματος στις βόρειες πολιτείες.Ο Γκραντ έγινε γνωστός ως ο «χασάπης» για τις κακές του αποφάσεις.Μείωσε επίσης το ηθικό των εναπομεινάντων στρατευμάτων του.Αλλά η εκστρατεία είχε εξυπηρετήσει τον σκοπό του Γκραντ - όσο κακή και αν ήταν η επίθεσή του στο Cold Harbor, ο Lee είχε χάσει την πρωτοβουλία και αναγκάστηκε να αφιερώσει την προσοχή του στην υπεράσπιση του Richmond και της Petersburg.Ο Γκραντ είπε για τη μάχη στα Προσωπικά του Απομνημονεύματα , "Πάντα μετάνιωνα που έγινε ποτέ η τελευταία επίθεση στο Cold Harbor... Κανένα πλεονέκτημα δεν κερδήθηκε για να αντισταθμιστεί η βαριά απώλεια που υποστήκαμε."Οι στρατοί αντιμετώπισαν ο ένας τον άλλον σε αυτές τις γραμμές μέχρι τη νύχτα της 12ης Ιουνίου, όταν ο Γκραντ προχώρησε και πάλι από την αριστερή πλευρά του, βαδίζοντας προς τον ποταμό Τζέιμς.Στο τελικό στάδιο, ο Lee οχύρωσε τον στρατό του στην πολιορκημένη Πετρούπολη πριν τελικά υποχωρήσει δυτικά σε όλη τη Βιρτζίνια.