Il 31 maggio, mentre l'esercito di Grant aggirava ancora una volta il fianco destro dell'esercito di Lee, la cavalleria dell'Unione si impadronì dell'incrocio di Old Cold Harbor, a circa 10 miglia a nord-est della capitale confederata di Richmond, in Virginia, difendendolo dagli attacchi confederati fino a quando la fanteria dell'Unione arrivato.Sia Grant che Lee, i cui eserciti avevano subito enormi perdite nella campagna terrestre, ricevettero rinforzi.La sera del 1 giugno, il VI Corpo e il XVIII Corpo dell'Unione arrivarono e assaltarono con un certo successo le opere confederate a ovest dell'incrocio.Il 2 giugno arrivò il resto di entrambi gli eserciti e i Confederati costruirono un'elaborata serie di fortificazioni lunghe 7 miglia.All'alba del 3 giugno, tre corpi dell'Unione attaccarono le opere confederate all'estremità meridionale della linea e furono facilmente respinti con pesanti perdite.I tentativi di assaltare l'estremità settentrionale della linea e di riprendere gli assalti a sud non hanno avuto successo.La battaglia causò un aumento del sentimento contro la guerra negli stati del Nord.Grant divenne noto come il "macellaio maldestro" per le sue pessime decisioni.Ha anche abbassato il morale delle sue truppe rimanenti.Ma la campagna era servita allo scopo di Grant: per quanto sconsiderato fosse stato il suo attacco a Cold Harbor, Lee aveva perso l'iniziativa ed era stato costretto a dedicare la sua attenzione alla difesa di Richmond e Pietroburgo.Grant ha detto della battaglia nelle sue Memorie personali : "Mi sono sempre rammaricato che sia mai stato effettuato l'ultimo assalto a Cold Harbor. ... Nessun vantaggio è stato ottenuto per compensare la pesante perdita che abbiamo subito".Gli eserciti si affrontarono su queste linee fino alla notte del 12 giugno, quando Grant avanzò nuovamente dal suo fianco sinistro, marciando verso il fiume James.Nella fase finale, Lee trincerò il suo esercito all'interno di Pietroburgo assediata prima di ritirarsi definitivamente verso ovest attraverso la Virginia.