Hasil pertempuran itu tidak meyakinkan, tetapi utara memang memenangkan keuntungan strategis. 23.100 korban.
Pada 16 September, Mayor Jenderal George B. McClellan bertemu Jenderal Robert E. Tentara Lee di Virginia Utara di Sharpsburg, Maryland. Keesokan paginya subuh, Mayor Jenderal Jenderal Joseph Hooker memimpin pasukannya untuk melakukan serangan yang kuat di sisi kiri Lee. Ini memulai apa yang akan menjadi hari paling berdarah dalam semua sejarah militer Amerika. Pertempuran terjadi di ladang jagung dan di sekitar Gereja Dunker. Selain itu, pasukan Union menyerang Konfederasi di Sunken Road, yang sebenarnya menembus pusat Konfederasi. Namun, pasukan Utara tidak menindaklanjuti dengan keuntungan ini. Kemudian, pasukan Union General Ambrose Burnside ikut bertempur, berbelok di Antietam Creek dan tiba di kanan Konfederasi.
Pada saat yang genting, Konfederasi Jenderal Ambrose Powell Hill, divisi Jr tiba Harpers Ferry dan serangan balik. Dia mampu mengusir Burnside dan menyelamatkan hari itu. Meskipun ia kalah jumlah dua lawan satu, Lee memutuskan untuk mengerahkan seluruh pasukannya sementara Union Mayor Jenderal George B. McClellan mengirim kurang dari tiga perempat pasukannya, yang memungkinkan Lee untuk melawan Federals terhenti. Kedua pasukan dapat mengkonsolidasikan garis mereka pada malam hari. Meskipun pasukannya menderita korban yang melumpuhkan, Lee memutuskan untuk terus bertikai dengan McClellan sepanjang hari ke-18, memindahkan korban yang terluka ke selatan pada saat yang sama. Setelah gelap, Lee memerintahkan penarikan Pasukan Virginia Utara yang sudah babak belur untuk melintasi Potomac ke Lembah Shenandoah.