Pada 31 Mei, ketika tentera Grant sekali lagi berpusing di sekitar sayap kanan tentera Lee, pasukan berkuda Union merampas persimpangan Old Cold Harbor, kira-kira 10 batu timur laut ibu kota Gabungan Richmond, Virginia, menahannya menentang serangan Konfederasi sehingga infantri Union tiba.Kedua-dua Grant dan Lee, yang tenteranya telah mengalami korban yang besar dalam Kempen Darat, menerima bantuan.Pada petang 1 Jun, Kor Kesatuan VI dan Kor XVIII tiba dan menyerang kerja-kerja Gabungan di sebelah barat persimpangan jalan dengan sedikit kejayaan.Pada 2 Jun, baki kedua-dua tentera tiba dan Konfederasi membina satu siri kubu yang rumit sepanjang 7 batu.Pada waktu subuh pada 3 Jun, tiga kor Kesatuan menyerang kerja-kerja Konfederasi di hujung selatan garisan dan mudah dipatahkan dengan mangsa yang banyak.Percubaan untuk menyerang hujung utara garisan dan menyambung semula serangan di selatan tidak berjaya.Pertempuran itu menyebabkan peningkatan sentimen anti-perang di negeri-negeri Utara.Grant dikenali sebagai "tukang daging yang meraba-raba" kerana keputusannya yang buruk.Ia juga menurunkan semangat tenteranya yang masih ada.Tetapi kempen itu telah memenuhi tujuan Grant—seperti yang tidak diingini kerana serangannya terhadap Cold Harbor, Lee telah kehilangan inisiatif dan terpaksa menumpukan perhatiannya kepada pertahanan Richmond dan Petersburg.Grant berkata tentang pertempuran itu dalam Memoir Peribadinya , "Saya sentiasa kesal kerana serangan terakhir di Cold Harbour pernah dibuat. ... Tiada kelebihan yang diperoleh untuk mengimbangi kerugian besar yang kami alami."Tentera berhadapan satu sama lain di barisan ini sehingga malam 12 Jun, apabila Grant sekali lagi maju dengan sayap kirinya, berarak ke Sungai James.Pada peringkat akhir, Lee mengukuhkan tenteranya dalam pengepungan Petersburg sebelum akhirnya berundur ke arah barat merentasi Virginia.