כדי למנוע הפעם מהצפוניים מידע על תנועתו, הורה לי לג.א.ב. סטוארט (J.E.B. Stuart), מפקד חיל הפרשים של ארמיית צפון וירג'יניה, להגן על מעברי ההרים כדי להסוות את תנועתו. ואולם, לבקשת סטוארט, אישר לו לי לצאת בראש שלושה רגימנטים של פרשים לפשיטה סביב האגף הימני, המזרחי, של ארמיית הפוטומק. אלו היו שתיים ממטרותיהן של יחידות הפרשים במלחמת האזרחים: איסוף מודיעין על תנועות האויב, ובמקביל למנוע מהאויב לאסוף ידיעות דומות. בנוסף, הן נועדו להגנת אגפיו של הצבא הרגלי, לפשיטות על קווי האספקה והתקשורת של האויב.
לי וסטוארט קיוו להפתיע את צבא הצפון, ולהטעות אותו כך שלא ינוע צפונה אלא יישאר בעמדותיו. סטוארט תכנן להוביל שלוש חטיבות מן הקורפוס שלו דרך קווי הצפון הדלילים, ולרכוב מזרחה. כך יוכל לפגוע בקווי התקשורת בין ארמיית הפוטומק של הוקר לבין יחידות הפרשים של הצפון, וכן לפגוע בקווי האספקה שלהם. מעבר למטרות אלה, תיצור הפשיטה הסחה שתבלבל את הצפון; ככל שיעמיק סטוארט לחדור לצפון יוכל לפגוע בקווי תקשורת חיוניים, כמו מסילות ברזל. מבקריו של סטוארט טענו מאוחר יותר שלסטוארט היה מניע נוסף: רצונו לשקם את תדמיתו כמפקד פרשים מבריק, שנפגעה בעקבות הקרב הלא מוצלח בתחנת ברנדי.
הפשיטה של סטוארט, שנראתה על הנייר כמהלך נועז ורב דמיון הסתברה כמשגה חמור. צבא הצפון לא המתין בעמדותיו כפי שציפה לִי, אלא נע צפונה במקביל לתנועת הארמייה של צפון וירג'יניה. תוכניתו של סטוארט לעבור בקלות דרך קווי הצפון תוך יומיים בלבד הסתבכה והפכה לתנועה איטית בהרבה. סטוארט הצליח לחבור לצבאו של לִי רק במהלך היום השני לקרב, ובכל הימים שלפני כן לא היה ללִי מידע חיוני שיכול היה לשנות את תוצאת הקרב.
הוקר מפוטר; הצבאות נעים צפונה.
הארמייה של צפון וירג'יניה החלה בפלישה לצפון ב-3 ביוני. כמה ימים לאחר מכן הבין מפקד ארמיית הפוטומק, מייג'ור גנרל ג'וזף הוקר את מגמת הדרומיים, והחל גם הוא בתנועה צפונה. לאחר קרב צ'אנסלורזוויל, שבו הובס הוקר בידי לִי, סר חינו בעיני הנשיא לינקולן ובעיני מפקד הצבא, מייג'ור גנרל הנרי האלק. לינקולן והאלק חששו לפטר את הוקר מכיוון ששר האוצר רב העוצמה של האיחוד, סלמון פ. צ'ייס תמך בו. ואולם ב-28 ביוני, במהלך ויכוח על הגנת העיירה הרפר'ס פרי (Harpers Ferry), הציע הוקר את התפטרותו אם לא תתקבל עמדתו. לינקולן והאלק ניצלו את ההזדמנות, פיטרו את הוקר ומינו במקומו את מייג'ור גנרל ג'ורג' גורדון מיד (Meade), שהיה עד אז מפקד הקורפוס החמישי.
לי לא היה מוכן עדיין לקרב. ב-29 ביוני היה צבאו פרוש בקשת רחבה מצ'יימברסברג, כ-45 ק"מ מצפון מערב לגטיסברג וקרלייל, כ-50 ק"מ מצפון לגטיסברג, קשת של כ-45 ק"מ, ועד להריסברג ורייטסוויל, על נהר סאסקווהאנה. באותו יום הופתע לִי כאשר הגיע אליו המידע על תנועת כוחות הצפון: מצבו היה מסוכן, שכן צבאו כאמור היה פרוש על שטח נרחב, וחשוף למתקפה של הצפוניים. יחד עם המידע על תנועתה של ארמיית הפוטומק, עודכן לִי גם שהוקר הוחלף במִיד. לי הבין שעליו להיערך מיד לקרב: הוא הורה לכל כוחותיו להתרכז ליד העיירה קאשטאון, כ-15 ק"מ ממערב לגטיסברג.
למחרת, במהלך ריכוז הכוחות, התקדמה אחת החטיבות מהקורפוס של היל, בפיקודו של בריגדיר גנרל (תת-אלוף) ג'ונסטון פטיגרו, לכיוון גטיסברג, כנראה כדי לאסוף אספקה. החטיבה הדרומית נתקלה בפרשים של צבא הצפון בפיקוד בריגדיר גנרל ג'ון ביופורד שהגיעה לעיירה מדרום. פטיגרו נסוג בלי להיכנס למגע. ואולם, מפקדיו של פטיגרו לא האמינו שכוח משמעותי של הצפון נמצא באזור, והניחו שמדובר במיליציה מקומית. לי הנחה את מפקדיו שלא להיכנס לעימות עד שכל הצבא ירוכז, אך מפקד הקורפוס, היל, החליט בכל זאת לשלוח סיור משמעותי אל העיר כדי לבחון את המצב ולעמוד על עוצמתו של האויב. בשעה 5 לפנות בוקר, ביום רביעי 1 ביולי, יצאו שתי חטיבות מן הדיוויזיה של הית' (Heth), מן הקורפוס של היל, אל גטיסברג.
היום הראשון.
שני המפקדים לא תכננו להילחם בגטיסברג. מִיד תכנן להתבצר בעמדות בצפון מרילנד, ואילו לִי, שריכז את כוחותיו בקשאטאון, קיווה שמִיד יתקוף אותו שם. מצבו של לִי היה בעייתי: זה היה הקרב הראשון שבו לא הצליח להכתיב את שדה הקרב. הוא היה מרוחק מבסיסיו, תלוי בקו אספקה ארוך ופגיע, ומעבר לכול, היה עליו להשיג ניצחון מכריע. כוחו של הצפון הלך והתעצם מחודש לחודש, ולא היה די בניצחון פשוט. היה עליו להכריע את ארמיית הפוטומק אחת ולתמיד, כדי לכפות על הצפון משא ומתן לשלום. זה לא היה הקרב שרצה בו, אך המאורעות בשטח הכתיבו את ההתרחשות.
הקרב מצפון מערב לעיירה.
ביופורד העריך שהדרומיים יתקפו את גטיסברג ממערב בשעות הבוקר, ולפיכך נערך להגנה על שלושה רכסים ממערב לעיירה: רכס הֶר (Herr), רכס מקפרסון ורכס הסמינר (Seminary Ridge). אלו היו עמדות נוחות להגנה על ידי פרשים מפני כוחות רגליים עדיפים, וביופורד התכוון להרוויח זמן עד להגעתם של כוחות הרגלים של האיחוד, שיתבססו בגבעות מדרום לעיר: גבעת בית הקברות (Cemetery Hill), רכס בית הקברות (Cemetery Ridge) וגבעת קאלפ (Culp's Hill). אם לא יצליח ביופורד לעכב את הדרומיים ואלו ישתלטו על הגבעות שמדרום לעיירה, יקשה על צבאו של מיד לעקור אותם משם.
שתי החטיבות מצבא הדרום התקדמו בטור על הכביש מצ'יימברסברג. בסביבות השעה 7:30 בבוקר החלו חילופי האש הראשונים; הדרומיים עברו מטור לקו חזיתי. עד השעה 10:20 נהדפו הצפוניים עד לרכס מקפרסון, אך באותה שעה הגיע למקום הקורפוס הראשון של ארמיית הפוטומק, בפיקוד מייג'ור גנרל ג'ון פ. ריינולדס. ריינולדס, שנחשב לאחד המפקדים המוצלחים של ארמיית הפוטומק, שלח שתי חטיבות מהקורפוס שלו כדי שיחליפו את יחידות הפרשים של ביופורד. במקביל, שלח ריינולדס מסר דחוף לקורפוסים האחרים של צבא הצפון, הקורפוס ה-11 והקורפוס השלישי, ודרש מהם להגיע במהירות לגטיסברג. ריינולדס נהרג תוך זמן קצר כאשר החל לערוך את אנשיו, אך יחידותיו הצליחו להתבסס ולהדוף את שתי החטיבות הדרומיות שתקפו מצפון ומדרום לכביש, תוך שהן מסיבות לדרומיים אבדות כבדות; מפקד החטיבה שתקפה מדרום נפל בשבי חיילי האיחוד.
הצפוניים נסוגים דרומה.
עם זאת, הקרב התמשך. ממערב המשיכו להגיע חטיבות נוספות מן הדיוויזיה של הית', החטיבות הצפוניות החלו לסגת לאיטן לאחור תחת הלחץ הדרומי. לחץ זה התגבר כאשר שתי דיוויזיות מן הקורפוס של איוול שהיו בדרכן למקום הכינוס בקאשטאון פנו דרומה והגיעו לגטיסברג מצפון. גם צבא הצפון החיש למקום כוחות נוספים: הקורפוס ה-XI בפיקוד מייג'ור גנרל אוליבר הווארד נע במהירות צפונה. בשעות אחר הצהריים המוקדמות היה צבא הצפון ערוך בחצי מעגל ממערב, מצפון ומצפון מזרח לגטיסברג, ואולם, לא היו לצבא האיחוד די חיילים כדי לבלום את התקפות הדרום, שכוחו הלך והתעצם. הדרומיים הצליחו לאגף את יחידות הקורפוסים ה-I וה-XI של ארמיית הפוטומק שהיו בחלק הצפוני והצפון מזרחי של קו ההגנה, ומפקד הקורפוס ה-XI, שהיה המפקד הבכיר בשטח, הורה על נסיגה אל מדרום לעיירה, לגבעת בית הקברות. גבעה זו נתפסה על ידי אחת הדיוויזיות של הצפון שהייתה בעתודה.
מפקד ארמיית הפוטומק, מִיד, שלח לשטח את מייג'ור גנרל וינפילד ס. האנקוק, כדי שייטול פיקוד על הקרב עד להגעתו למקום. הנקוק היה מפקד הקורפוס ה-II, והיה פקודו הנאמן ביותר של מִיד, וכמפקד הבכיר בשטח היה עליו להחליט האם גטיסברג היא האתר הנכון לקרב גדול. הנקוק אמר להווארד: . הווארד הסכים, והנקוק סיכם: נחישותו של הנקוק העלתה מאוד את מורל חיילי הצפון, אם כי הוא לא נטל חלק בניהול הטקטי של הקרב באותו יום.
גם מפקד ארמיית צפון וירג'יניה, לי, הבין את היתרון הטופוגרפי שהעניק השטח למגינים, ופקד על איוול לכבוש את גבעת בית הקברות . איוול היה עד כמה חודשים לפני כן פקודו של לוטננט גנרל תומאס ג'ונתן ג'קסון, שכונה "סטונוול" (חומת אבן), מן הגנרלים המזהירים ביותר שהיו לקונפדרציה, ואשר נהרג בטעות מאש חיילים דרומיים בקרב צ'אנסלורזויל. איוול הורגל לפקודותיו הנחרצות של ג'קסון ולא הכיר את דרך הפיקוד של לי. הוא החליט שהתקפה אינה מעשית ולפיכך לא ניסה לכבוש את הגבעה. החלטה זו נחשבת בעיני היסטוריונים להזדמנות גורלית שהוחמצה.
יום הקרב הראשון הסתיים; רק רבע מצבא הצפון, כ-22,000 איש, וכשליש מצבא הדרום, כ-27,000 איש, השתתפו בלוחמה. יחד עם זאת, היה זה אחד מימי הקרב הגדולים במלחמת האזרחים מבחינת מספר החיילים שהשתתפו בו. צבא הצפון החל להיערך להגנה על הגבעות שמדרום לעיירה.
היום השני.
היערכות לקרב.
במהלך הערב והלילה הגיעו לשדה הקרב שאר הכוחות של הארמיות היריבות. הערכות ארמיית הפוטומק באזור גטיסברג הושלמה עם הגעת הקורפוסים הנותרים שלה - הקורפוס השני, השלישי, החמישי, השישי והשנים עשר - לשדה הקרב. גם ארמיית צפון וירג'יניה השלימה את היערכותה, למעט הדיוויזיה השלישית בקורפוס של לונגסטריט, בפיקודו של מייג'ור גנרל ג'ורג' פיקט, שהגיעה רק אחר הצהריים ביום השני.