במרץ 1864 קודם גרנט לדרגת לוטננט ג'נרל ונסע מזרחה לתפוס פיקוד על כל כוחות האיחוד. שרמן ירש אותו כמפקד כוחות הזירה המערבית (הפיקוד הצבאי של המיסיסיפי). גרנט רקם אסטרטגיה של מספר פעולות מתואמות מול הקונפדרציה. הפעולה הראשונה הייתה מכוונת לרסק או לרתק את צבאו של רוברט א. לי בווירג'יניה על ידי שלושה מאמצים (תחת מיד, בטלר, וסיגל) בכיוון ריצ'מונד ועמק שננדואה. מטרת הפעולה השנייה הייתה כיבוש מוביל על ידי צבאו של נת'ניאל בנקס. מטרת הפעולה השלישית הייתה הרס צבאו של ג'ונסטון תוך כדי תנועה לעבר אטלנטה. רוב היוזמות נכשלו: בטלר נתקל בקשיים במערכת ברמודה האנדרד; סיגל הובס במהירות בעמק שננדואה; בנקס הסתבך במערכה הכושלת בנהר רד; מיד וגרנט נתקלו בקשיים רבים ושפיכות דם רבה במערכת אוברלנד, עד שלבסוף החלו במצור על פטרסבורג. מערכת אטלנטה של שרמן הייתה מוצלחת יותר.
בתחילת המערכה כללו כוחותיו של שרמן שלוש ארמיות: הארמייה של טנסי בפיקוד ג'יימס מקפירסון (הארמייה הקודמת של שרמן תחת גרנט), ארמיית אוהיו בפיקוד ג'ון סקופילד, וארמיית קמברלנד בפיקוד ג'ורג' הנרי תומאס. מולו ניצבה ארמיית טנסי (של הקונפדרציה) בפיקוד ג'וזף א' ג'ונסטון. היתרון המספרי היה של שרמן - 98,000 מול 50,000 - אולם שורותיו דוללו על ידי חופשות לחיילים, בעוד ג'ונסטון קיבל באפריל תגבורת של 15,000 חיילים מאלבמה.
המערכה נפתחה במספר קרבות שנערכו במאי ויוני 1864, בעוד שרמן דוחק את ג'ונסטון דרומה דרך אזור הררי. שרמן נמנע מהתקפות חזיתיות מול רוב עמדותיו של ג'ונסטון, והעדיף לתמרן ולאגף את עמדות המגננה של הקונפדרציה. כאשר היה שרמן מאגף את קו המגננה (כמעט תמיד מאגף שמאל של ג'ונסטון), היה ג'ונסטון נסוג אל עמדות מגננה מוכנות מראש. יוצא דופן היה קרב קנסו מאונטיין, בו בחר שרמן, בניגוד לעצת הכפופים לו, להתקיף חזיתית את עמדותיו של ג'ונסטון, וספג אבדות משמעותיות של 7,000 איש מול 700 בלבד לג'ונסטון. שני הצבאות ניצלו את מסילת הרכבת לאספקה, כאשר ג'ונסטון מקצר את קווי האספקה שלו בעודו נסוג לעבר אטלנטה, ושרמן מאריך את שלו. אולם, נשיא הקונפדרציה דייוויס הפך מתוסכל מתפקודו של ג'ונסטון, וראה בו כמי שמוותר על טריטוריה ללא צורך, נמנע מהתקפות נגד ואף נמנע מלדון עם הנשיא בתוכניותיו.
ממש לפני קרב פיצ'טרי קריק (20 ביולי) בפאתי אטלנטה, ג'פרסון דייוויס איבד את סבלנותו כלפי האסטרטגיה של ג'ונסטון. מכיוון שהוא חשש שג'ונסטון יוותר על אטלנטה ללא קרב, הוא החליף אותו בליוטננט ג'נרל ג'ון בל הוד האגרסיבי יותר. במשך ששת השבועות הבאים ניסה הוד מספר מספר פעמים לתקוף חלק של צבאו של שרמן שהיה נראה כמבודד מהגוף המרכזי; כל ההתקפות נכשלו, לעיתים תוך אבדות כבידות לקונפדרציה. בסופו של דבר הצליח שרמן לאגף ולנתק את קווי האספקה של הוד מדרום. כשהבין הוד שנלכד, פינה את אטלנטה בליל 1 בספטמבר, תוך שהוא מבעיר מתקני צבא ואספקה, מה שגרם לשריפת ענק בעיר.
באותו זמן עם ניצחונו של שרמן באטלנטה, זכה אדמירל דייוויד פארגוט בניצחון ימי מוחץ בקרב במפרץ מוביל שנערך ב-24 באוגוסט. פארגוט פרץ אל מעבר למבצרים ששמרו על הכניסה למפרץ, תקף את צי הקונפדרציה ששמר על העיר והביא לכניעתו, ושבה את אדמירל פרנקלין ביוקנן. העיר עצמה נשארה בידי הקונפדרציה עד 1865, אולם הנמל האחרון בחוף מפרץ מקסיקו ממזרח למיסיסיפי נסגר, והסגר הימי שהטיל האיחוד התהדק עוד יותר. תפיסת אטלנטה ומפרץ מוביל המריצו את המורל בצפון, ותרמו תרומה משמעותית ביותר להיבחרו מחדש של אברהם לינקולן בנובמבר 1865.
מערכת פרנקלין-נאשוויל (ספטמבר - דצמבר 1864).
בעוד שכוחותיו של שרמן נחו והתכוננו להמשך המערכה לכיוון מזרח, יצא הוד למסע להבסת שרמן על ידי ניתוק קווי האספקה שלו מצ'טנוגה. הוא נע מערבה דרך אלבמה ופנה צפונה לעבר טנסי, בתקווה ששרמן יעקב אחריו ויגרר לקרב. אסטרטגיה זו הייתה יעילה במידה מסוימת, מכיוון שתנועה זו, ביחד עם פשיטות פרשים של נייתן בדפורד פורסט, גרמה לבלבול וחששות כבדים אצל שרמן. למרות זאת, שרמן נמנע מליצור מגע מלא. הוא שלח את מייג'ור ג'נרל ג'ורג' ה' תומאס עם חלקים מארמיית קמברלנד ומרבית גייסות הפרשים להגן על נאשוויל מפני הוד, בעוד הוא הניע את מרבית צבאו לעבר סוואנה, ג'ורג'יה.
כוחותיו של תומאס היו מפוצלים: מחצית עמו בנאשוויל, והמחצית השנייה עם ג'ון סקופילד יצאה מאטלנטה למרדף אחר כוחות הקונפדרציה, כאשר חיילים נוספים מממערכת נהר רד היו אמורים להגיע ולתגברם. הוד קיווה להביס את סקופילד לפני שהתגבורות מלואיזיאנה יגיעו אליו. ההזדמנות לכך הייתה בקרב ספרינג היל (29 בנובמבר 1864), אולם כוחות האיחוד הצליחו לחמוק מן המלכודת, מכיוון שכוחות הקונפדרציה כשלו לחסום את כביש קולומבוס-פרנקלין בעורף כוחות האיחוד. בקרב פרנקלין שנערך ביום למחרת, הוד תקף חזיתית מספר פעמים את מערך המגננה החפור של כוחות האיחוד וספג אבדות כבידות.
ההיסטוריון דייוויד אייכר כתב ש"הוד פצע את צבאו אנושות בפרנקלין, והרג אותו בקרב נאשוויל".
בנאשוויל, כשלמולו הכוחות המשולבים של תומאס וסקופילד, הוד התחפר להגנה מספר קילומטרים מדרום לעיר וחיכה, בתקווה שתומס יהרוס את צבאו בהתקפה על ביצורי כוחות הקונפדרציה. לאחר שבועיים של הכנות במזג אוויר חורפי, ולאחר שספג לחץ רב מגרנט וממשלת האיחוד לצאת להתקפה, פתח תומאס בהסתערות מוחצת אשר שלחה את הוד והניצולים מן הקרב לנסיגה לפרנקלין, ולאחר מכן למיסיסיפי. צבאו של הוד לא התאושש מן התבוסה הקשה ולא שב למלא תפקיד ככוח לוחם. לבקשתו, שוחרר הוד מפיקוד על ארמיית טנסי; לוטננט ג'נרל ריצ'רד טיילור מונה כמפקד זמני של הארמייה.
"הצעדה אל הים" של שרמן (נובמבר - דצמבר 1864).
מערכת סוואנה של שרמן ידועה יותר בשם "הצעדה אל הים". שרמן וגרנט האמינו שמלחמת האזרחים תסתיים רק לאחר שהיכולת האסטרטגית, הכלכלית, והפסיכולוגית של הקונפדרציה תשבר באופן מוחץ. מכיוון שכך, הפעיל שרמן את מדיניות "האדמה החרוכה", והורה לחייליו לשרוף יבולים, להרוג בהמות, להחרים אספקה, ולהרוס תשתית אזרחית לאורך ציר ההתקדמות. מדיניות זו היא אחת מאבני הבניין של אסטרטגיית מלחמה כוללת.
צבאו של שרמן עזב את אטלנטה ב-15 בנובמבר 1864, והתקדם בשני טורים שהמרחק ביניהם כ-100 קילומטר; הטור הימני בפיקוד מייג'ור ג'נרל אוליבר האוורד, והשמאלי בפיקוד מייג'ור ג'נרל הנרי סלוקום. בין שני הטורים ההרס היה ניכר ויצר שנאה לדורות. רוב ההתנגדות לצבאו של שרמן באה מהמיליציה של ג'ורג'יה ומהמשמר האזרחי, אם כי חיל הפרשים של ג'וזף ווילר מארמיית טנסי וחיילים ממחלקת דרום קרוליינה, ג'ורג'יה ופלורידה העמידו גם הם התנגדות מפוזרת. ב-17 בדצמבר פגש שרמן בסוואנה כ-10,000 חיילים תחת פיקודו של מייג'ור ג'נרל ויליאם הארדי. לאחר שספג הרעשה ארטילרית ממושכת נטש הארדי את העיר, ושרמן נכנס אליה ב-22 בדצמבר 1864. הוא שלח הודעה טלגרפית אל הנשיא לינקולן: "אני מבקש להעניק לך את העיר סוואנה כמתנת חג המולד..."
מערכת הקרוליינות וכניעתו של ג'ונסטון (פברואר - אפריל 1865).
לאחר תפיסת סוואנה, קיבל שרמן הוראה מגרנט להעלות את צבאו על ספינות ולתגבר את צבאות האיחוד בווירג'יניה, היכן שגרנט היה שקוע במצור על פטרסבורג מול צבאו של רוברט א. לי. שרמן הציע אסטרטגיה אלטרנטיבית. הוא שכנע את גרנט שעדיף שהוא יצעד צפונה דרך הקרוליינות בעודו הורס כל תשתית בעלת חשיבות צבאית במסלולו, בדומה לצעדה אל הים שערך בג'ורג'יה. הוא שם לו למטרה מיוחדת לטפל בקרוליינה הדרומית, המדינה הראשונה לפרוש מן האיחוד, על מנת להשפיע על מורל מדינות הדרום.
תוכניתו של שרמן הייתה לעקוף ריכוזי כוחות קטנים של הקונפדרציה באוגוסטה, ג'ורג'יה, וצ'ארלסטון, קרוליינה הדרומית, על מנת להגיע לגולדסבורו, קרוליינה הצפונית, עד 15 במרץ 1865, היכן שהיה אמור להפגש עם כוחותיו של ג'ון סקופילד ואלפרד טרי. בדומה לשיטת הפעולה שלו בג'ורג'יה, הניע שרמן את הארמיות שלו במספר כיוונים בו זמנית, ועל ידי כך בלבל את האויב והסתיר את מטרתו העיקרית, קולומביה, בירת קרוליינה הדרומית. מולו עמדה ארמיית טנסי הקטנה והמוכה, שוב תחת פיקודו של גנרל ג'וזף א' ג'ונסטון. ב-17 בפברואר נכנעה העיר קולומביה לשרמן. שריפות פרצו בעיר, והחריבו את מרבית מרכז העיר. שריפת קולומביה נותרה אבן מחלוקת; יש הטענים שהשריפות נגרמו כתוצאה מטעויות, בעוד אחרים טוענים למעשה נקם מכוון. באותו יום פינו כוחות הקונפדרציה את צ'ארלסטון. ב-18 בפברואר הרסו כוחותיו של שרמן כל תשתית בעלת ערך צבאי בעיר קולומביה. נמל הים המשמעותי האחרון של הקונפדרציה, בווילמינגטון, קרוליינה הצפונית, נכנע ב-22 בפברואר.
כאשר נשיא הקונפדרציה ג'פרסון דייוויס והגנרל המפקד רוברט א' לי איבדו אמון ביכולתו של בורגארד להדוף את האיום מכוחות האיחוד, הם מינו את ג'ונסטון לעמוד בראש כל כוחות הקונפדרציה בקרוליינות, כולל שאריות ארמיית טנסי. ג'ונסטון ריכז את כוחותיו, שלהם קרא ארמיית הדרום, ותקף בקרב בנטונוויל (19–21 במרץ 1865) אגף אחד מצבאו של שרמן (בראשותו של הנרי סלוקום). ג'ונסטון ניסה ללא הצלחה להביס את האגף השמאלי של שרמן לפני שזה יספיק להגיע לגולדסבורו או יחבור לכוחות האגף הימני בפיקוד אוליבר הווארד. ההתקפה הראשונה של הקונפדרציה מחצה את קו ההגנה הראשון של האיחוד, אולם סלוקום הצליח להתאושש ולארגן מגננה, והחזיק מעמד עד אשר הגיע אוליבר אל שדה הקרב במהלך הלילה. ג'ונסטון נשאר בשדה הקרב עוד יומיים בתקווה לניצחון של הקונפדרציה בדומה לניצחונו בקרב הר קנסו (יוני 1864), אולם לבסוף נסוג לראלי, בעוד שרמן רודף אחריו.