toukokuun puolivälissä 1863 kenraalimajuri Ulysses S. Grant lähestyi viimein Konfederaation puolustusta Vicksburgissa. Sotaretken huippukohta tapahtuisi Grantin kahdeksan kilometrin mittaisella rintamalla, joka saartaisi Konfederaation puolustajat.
toukokuun 17.päivän iltana kenraaliluutnantti John C. Pembertonin saarrettu armeija vyöryi riveihinsä Vicksburgin ympäristössä heidän kärsittyään tappion Champion Hillissä ja Big Black Riverin varrella. Etsiessään nopeaa voittoa eikä halunnut antaa Pembertonille aikaa asettua aloilleen, Grant määräsi välittömän hyökkäyksen. Hänen kolmesta armeijakunnastaan vain kenraalimajuri William T. Shermanin XV armeijakunta kaupungin koillispuolella oli hyökkäysasemissa 19. Shermanin hyökkäys kohdistui Stockade Redaniin,joka sai nimensä hautausmaantien poikki kulkevasta tukkilaisesta stockade-muurista, joka yhdisti kaksi tykkiasemaa. Louisianan 27. jalkaväki, jota vahvisti eversti Francis Cockrellin Missourin prikaati, miehitti kiväärikuopat.
Shermanin miehet etenivät tietä pitkin kello 14, ja redanin edessä olevat rotkot ja esteet hidastivat heitä välittömästi. Seurasi verinen taistelu etelävaltioiden ulkopuolella. Shermanin komentama Yhdysvaltain 13. jalkaväki istutti värinsä redaniin, mutta ei päässyt etenemään pidemmälle. Rykmentin 1. pataljoonaa komentanut George Washingtonin grandnephew kapteeni Edward C. Washington haavoittui hyökkäyksessä kuolettavasti. Kiivaan taistelun jälkeen Shermanin miehet vetäytyivät.
epäonnistumisestaan lannistuneena Grant teki puolustusten perusteellisemman tiedustelun ennen uuden hyökkäyksen määräämistä. Varhain aamulla 22. toukokuuta unionin tykistö avasi tulen ja pommitti neljän tunnin ajan kaupungin puolustusta. Kello 10. tykit hiljenivät ja unionin jalkaväki eteni kolmen kilometrin rintamalla.
Sherman hyökkäsi jälleen Hautausmaantietä pitkin, kenraalimajuri James B. McPhersonin joukot etenivät keskustaa vastaan Jackson Roadia pitkin ja kenraalimajuri John A. Mcclernandin joukot hyökkäsivät etelään 2nd Texas Lunettessa ja Railroad Redoubtissa, jossa Eteläinen rautatie ylitti Konfederaation linjat. 10 metriä syvän ojan ja 20 metriä korkean muurin ympäröimä redoubt tarjosi tulitusta kivääreille ja tykistölle. Veristen lähitaistelujen jälkeen federalistit murtautuivat rautatien Redoubtiin vangiten kourallisen vankeja. Voitto oli kuitenkin ainoa samana päivänä vallattu Konfederaation asema.
Grantin epäonnistuneet hyökkäykset eivät antaneet hänelle muuta mahdollisuutta kuin sijoittaa Vicksburg piiritykseen. Pembertonin puolustajat kärsivät lyhennetyistä annoksista, luonnonvoimien altistumisesta ja Grantin armeijan ja laivaston tykkiveneiden jatkuvasta pommituksesta. Sairauksien ja kuolonuhrien vähentämänä Vicksburgin varuskunta oli levittäytynyt vaarallisen ohueksi. Siviilit kärsivät erityisen paljon. Monet joutuivat asumaan maan alla karkeaksi kaivetuissa luolissa kovan kranaattitulituksen vuoksi.
kesäkuun alkuun mennessä Grant oli perustanut oman kehälinjansa kaupungin ympärille. Kolmessatoista kohdassa linjaansa Grant määräsi etelävaltioiden asemien alle kaivetut tunnelit, joihin voitiin sijoittaa räjähteitä kapinallisten tuhoamiseksi. Kuun lopussa ensimmäinen Miina oli valmis räjäytettäväksi. Unionin kaivostyöläiset kaivautuivat 40 metriä redanin alle James Shirleyn kodin lähellä, pakkasivat tunnelin täyteen 2200 kiloa mustaa ruutia ja räjäyttivät sen 25.kesäkuuta valtavalla räjähdyksellä. Yli 20 tuntia kestäneiden lähitaistelujen jälkeen räjähdyksen jättämässä 12 metriä syvässä kraatterissa unionin rykmentit eivät kyenneet etenemään siitä ja vetäytyivät takaisin linjoilleen. Piiritys jatkui.
heinäkuussa tilanne oli etelävaltioiden kannalta surkea. Grant ja Pemberton tapasivat rivien välissä 3. heinäkuuta. Grant vaati ehdotonta antautumista, mutta Pemberton kieltäytyi. Vastahakoisesti Grant tarjoutui myöhemmin samana iltana päästämään Konfederaation puolustajat ehdonalaiseen. Kello 10.00. seuraavana päivänä, itsenäisyyspäivänä, noin 29 000 Konfederaation sotilasta marssi ulos linjoistaan, pinosi kiväärinsä ja heitti lippunsa. Vicksburgin 47 päivää kestänyt piiritys oli ohi.
Pembertonin armeijan menetettyä ja unionin voitettua Port Hudsonissa viisi päivää myöhemmin unioni hallitsi koko Mississippijokea ja Konfederaatio jakautui kahtia.