Dans l'après-midi, le corps du major-général de l'Union, Ambrose Burnside, entra dans l'action, capturant un pont en pierre au-dessus du ruisseau Antietam et avançant contre la droite de la Confédération.
Bien qu'il soit de deux à un, Lee a engagé toute sa force, tandis que McClellan a envoyé moins des trois quarts de son armée, ce qui a permis à Lee de combattre les Fédéraux au point mort.