החיילים הדרומיים שהשתלטו על המאהלים של צבא הצפון סמוך לכנסיית שילה החלו לבזוז את תכולתם, במיוחד את המזון שהיה בהם. מנות המזון שנופקו להם כאשר החלו בצעדה מקורינת לכיוון שדה הקרב, אזלו כמעט לחלוטין, והם סבלו ממחסור במזון. כתוצאה מכך חל עיכוב בתנועת חלק מהיחידות התוקפות, והארגון והמשמעת שלהן נפגעו. גורם נוסף בהאטת המתקפה הדרומית היה התפקוד הלקוי של הפיקוד הבכיר של צבא הקונפדרציה. הקרב התנהל לאורך חזית רחבה, והמפקדים התקשו בשליטה על כוחותיהם. ככול שיחידות נוספות של צבא הדרום הצטרפו ללחימה בקו המגע, הפכה השליטה בהם ליותר קשה, במיוחד לאחר שחלק מהמפקדים נפגעו במהלך הלחימה. בשלב מסוים של פתיחת הקרב, מצאו הארדי ובראג את עצמם מפקדים על היחידות באגף הימני של הכוח הדרומי התוקף, בעוד היחידות שלחמו במרכז ובאגף השמאלי, נותרו ללא פיקוד מרכזי. רק בשלב מאוחר יותר של הקרב, החליטו מפקדי הקורפוסים הדרומיים - הארדי, בראג ופולק - לחלק ביניהם את הפיקוד על הגזרות השונות של קו החזית, ופולק קיבל פיקוד על האגף השמאלי של צבא הדרום.
ג'ונסטון הורה לבורגארד להישאר בעורף ולדאוג להעברת תגבורות ואספקה על פי הצורך, בעוד הוא עצמו רכב לחזית כדי להוביל את המתקפה. בכך הוא העביר למעשה את השליטה בניהול הקרב לידי בורגארד, שכאמור, תוכנית הקרב שלו הייתה שונה באופן מהותי מתוכניתו המקורית של ג'ונסטון. בהתאם לתוכניתו של בורגארד, הקורפוסים של הארדי ובראג פתחו במתקפה רבתי לאורך כל קו המגע עם צבא הצפון, בחזית שרוחבה כ-11 קילומטר. חוסר התיאום וההסכמה בין שני המפקדים הבכירים של צבא הדרום (שגרמו לכך שתוכנית הקרב לא הייתה ברורה למפקדי המשנה שלהם), ביחד עם פני השטח הקשים והמיוערים, שהגבילו את הראות, גרמו לכך, שהיחידות התוקפות התערבבו זו בזו במהלך התקדמותם, דבר שהחריף את בעיית השליטה עליהן. מכיוון ששני הקורפוסים הדרומיים הקדמיים תקפו בקו אחד, לרוחב כל קו החזית, הם לא היו חזקים מספיק כדי להשיג הבקעה של הקו הצפוני בנקודה אחת. בנוסף, לא נעשה ניסיון לרכז את אש הארטילריה כנגד קטע מסוים של קו החזית. בשעה 7:30 הורה בורגארד (בניגוד לתוכניתו המקורית) לקורפוסים של פולק וברקנרידג' להתקדם לקו החזית ולהצטרף ללחימה מימין ומשמאל לקורפוס של בראג. בכך הוא פגע ביכולתו להשפיע על מהלך הקרב, ונותר כמעט ללא עתודות לצורך ניצול הצלחות מקומיות. המתקפה הדרומית הפכה להסתערות חזיתית מסיבית, שדחקה לאחור את כוחות ארמיית הטנסי, אך לא הייתה מרוכזת מספיק, כדי להביא להבקעה של חזיתה.
גרנט ושרמן בשלב הפתיחה של הקרב.
מפקדתו של גרנט הייתה ממוקמת בסוואנה, כ-5 ק"מ בקו אווירי וכ-13 ק"מ בנתיב הנהר מצפון-מזרח לשדה הקרב. גרנט היה במפקדה בלילה שלפני הקרב, וכאשר שמע בבוקר את קולות הקרב עזב את המפקדה ומיהר להצטרף אל צבאו. בשעה 8:30 בערך הוא הגיע לפיטסבורג לנדינג, לאחר שנפגש בדרכו עם לו וואלס, שהדיוויזיה שלו הוצבה מספר קילומטרים מצפון למזח. גרנט פקד על וואלאס להיערך לתזוזה, ובמקביל שלח הוראה גם לבריגדיר גנרל ויליאם נלסון, מהארמייה של ביואל, שהדיוויזיה שלו הייתה הקרובה ביותר לשדה הקרב בגדה המזרחית של הטנסי, לנוע במהירות דרומה ולחצות את הנהר בפיטסבורג לנדינג. עם הגעתו של גרנט למזח נתקל במאות החיילים, שנמלטו משדה הקרב והצטופפו סביב המזח בתקווה לחילוץ. הוא הנחה לבלום את נסיגתם של חיילים אלה ולהרכיב מהם קו הגנה אחרון, ומיהר לפגוש את מפקדי הדיוויזיות שלו.
גרנט מצא את שרמן כשהוא מנהל את הקרב בקור רוח. גרנט מצא שהוא יכול לסמוך על שרמן והותיר אותו מכאן ובמשך רוב הקרב לנהל את חלקו באופן עצמאי. שרמן, שכה התרשל בהכנת כוחו לקרב, הפך בשלב זה לגורם בעל השפעה רבה על תוצאותיו. הוא הופיע בכל מקום לאורך הקו, כאשר הוא מעודד את חייליו הטירונים לעמוד מול התקפות צבא הדרום, על אף שנפצע קל פעמיים, ואיבד שלושה סוסים עליהם רכב. מקפרסון טוען שקרב זה היה נקודת מפנה בחייו של שרמן, שסייעה לו להפוך בהמשך לאחד המפקדים הבכירים והמוכשרים של צבא האיחוד במלחמת האזרחים.
גרנט מיהר למרכז הקן שלו ולאגפו השמאלי (המזרחי), שם היה המצב חמור יותר. בשל הלחץ של כוחות הקונפדרציה נסוגו הדיוויזיות של גרנט, נסיגה זו נעשתה בחוסר תיאום, וכאשר דיוויזיה אחת נסוגה נחשפו אגפיה של הדיוויזיה השכנה וחשפה אותו למתקפה אגפית. בשל כך הייתה גם דיוויזיה זו נסוגה, וכך נוצר סיכון להתמוטטות של כל הקו. עם זאת, היו יתרונות מסוימים בהיערכות הגרועה של הדיוויזיות של צבא הצפון. העובדה שהמחנות היו מפוזרים יצרה מעין קווי הגנה משניים, שחיילי הצפון היו יכולים לסגת אליהם. בנוסף, דווקא חוסר ניסיונם של החיילים בשני הצדדים סייע, פרדוקסלית, לניהול הקרב: החיילים נהרו באופן טבעי למקום שבו נשמעו היריות, וכך היו יכולים חיילי הצפון לתגבר יחידה שנחלשה בשל מתקפה, וחיילי הדרום נהרו לתגבר מוקד של מתקפה.
למרות הטעויות שביצע פיקוד צבא הדרום, המתקפה הדרומית הייתה בעלת עוצמה רבה. רבים מחיילי הצפון היו חסרי ניסיון, וחלקם נמלטו לגדות נהר טנסי בתקווה לחצות אותו ולהגיע לביטחון יחסי בגדה הנגדית של הנהר. אחרים לחמו היטב, אך נאלצו לסגת בגלל הלחץ הכבד, תוך שהם מנסים לייצב קווי הגנה חדשים. רגימנטים רבים התפוררו תחת הלחץ, והפלוגות ויחידות המשנה שלהם, שנותרו ללא מסגרת-על, חברו ליחידות אחרות.
הדיוויזיה של שרמן, באגף הימני של ארמיית הטנסי, ספגה את עיקר המחץ של ההתקפה הדרומית הראשונה, אך למרות נחיתותם המספרית והתפוררות אגפם הימני המשיכו חייליה להילחם באומץ לב. בסופו של דבר נאלצו יחידות הדיוויזיה לסגת באיטיות לעמדות חדשות מצפון לכנסיית שילה. הדיוויזיה של מקלרננד הצליחה לייצב את המצב באופן זמני, אך באופן כללי הצליחו כוחותיו של ג'ונסטון להתקדם בעקביות עד לשעות הצהריים, למרות התנגדות היחידות של צבא הצפון.
"קן הצרעות".
עד השעה 9:00 בבוקר הצליח צבא הקונפדרציה להבקיע את מרכז הקו של צבא הצפון, ושרידי הדיוויזיה של פרנטיס היו בשלבי נסיגה לכיוון מזח פיטסבורג. יחידות מן הדיוויזיה של הורלבוט הצליחו למלא את הפער שנוצר ולבלום את התקדמות הדרומיים; בניגוד לחיילי הדיוויזיה של פרנטיס, חייליו של הורלבוט היו וותיקי הקרב במבצר דונלסון ולא נבהלו מהאש הכבדה של חיילי הדרום. הפיקוד הדרומי לא הבין את תמונת המצב, ובמקום לרכז מאמץ כדי למוטט את מוקד ההתנגדות החדש שיצרו חייליו של הורלבוט, התקדמו יחידותיו משני עבריו, בשל מידע מוטעה שקיבלו, ובכך החמיצו הזדמנות להשגת הכרעה. כאשר הצליחו המפקדים הדרומיים להבין את המצב לאשורו כבר הצליחו חיילי הצפון, בסיוע יחידות מהדיוויזיה של ו.ה.ל. ואלאס ויחידות מהדיוויזיה של פרנטיס שהתעשתו ושבו לשדה הקרב, להיאחז בשטח מוגבה ושולט, סמוך לדרך רוחב שחצתה את שדה הקרב וכונתה בשם "הדרך השקועה" (Sunken Road), שזכה מאוחר יותר לכינוי "קן הצרעות" (Hornet's Nest). עד שעות אחר הצהריים התרכזו באזור זה כ-11,000 חיילים ו-38 תותחים של צבא הצפון, מולם ניצבו כ-18,000 מחיילי הדרום. אולם תנאי השטח ואופן ניהול הקרב של מפקדי צבא הקונפדרציה, לא איפשרו לצבא הדרום לנצל את יתרונו המספרי, וגרמו לכך שבאף התקפה על קן הצרעות, לא השתתפו יותר מ-4,000 חיילים דרומיים בעת ובעונה אחת.
גרנט היה זקוק לזמן, כדי לאפשר ליחידות החלוץ מהארמייה של ביואל לחבור לארמייה החבוטה שלו ולתגבר אותה. כאשר הגיע לאזור "קן הצרעות" הוא הבין את החשיבות הטקטית הרבה של המשך האחיזה בשטח זה, והורה לפרנטיס להחזיק בו בכל מחיר כוחות הדרום תקפו בעוצמה רבה את כיס ההתנגדות הצפוני, במקום לנסות לעקוף אותו, וספגו אבדות כבדות בסדרת התקפות כושלות עליו. במהלך שעות אחר הצהריים נאלצו כוחות הצפון מימין ומשמאל ל"קן הצרעות" לסגת בהדרגה צפונה, וכתוצאה מכך הפך "קן הצרעות" למבלט בקו החזית הצפוני. התיאום בין היחידות הצפוניות שהגנו עליו היה גרוע וחלקן התפוררו תחת לחץ המתקפות הדרומיות. בסופו של דבר הצליח צבא הדרום לכתר את כוחות הצפון ב"קן הצרעות", וגנרל ואלאס, שפיקד על רוב הכוחות הצפוניים שהחזיקו באזור נפצע אנושות, כאשר הוביל ניסיון לפרוץ את טבעת הכיתור הדרומית. חלק מהיחידות הצפוניות הצליחו להיחלץ מהכיתור ולסגת צפונה, אך שאר הכוח שכותר ב"קן הצרעות", נאלץ להיכנע בשעות אחר הצהריים המאוחרות לאחר שבע שעות לחימה, לאחר שספג הפגזה ארטילרית בכינון ישיר מ-62 תותחים (ריכוז הכוח הארטילרי הגדול ביותר, שנראה עד אז במלחמת האזרחים). מכ-5000 החיילים הצפוניים שכותרו בקן הצרעות, נותרו רק כ-2200, שנפלו בשבי, כולל גנרל פרנטיס עצמו. אולם קורבנם לא היה לשווא. האבדות הכבדות אותם ספג צבא הדרום במהלך הלחימה סביב "קן הצרעות", והכוחות הדרומיים הגדולים שהוא ריתק, אפשרו לכוח העיקרי של צבא הצפון להרוויח מספיק זמן כדי לייצב קו הגנה חדש שנשען על נהר טנסי.