ב-1 ביולי צבאו של מקללן התאחד מחדש בגבעת מלוורן המשקיפה על ג'יימסטאון. לי העריך שריכוז ארטילרי מוצלח עשוי להוביל לפריצת דרך שתגרש את כוחות האיחוד של ארמיית הפוטומק מוירג'יניה. מתקפת הארטילריה הראשונית של הקונפדרציה נכשלה בהשגת המטרה, ובהמשך, באמצעות שילוב של טעויות לוגיסטיות, הקונפדרציה תקפה עמדה כמעט בלתי ניתנת לחדירה של האיחוד ושני הצדדים ספגו תבוסה קשה. באותו לילה מקללן נסוג מחצי האי של וירג'יניה ובכך הסתיימה המערכה בכישלון האיחוד. קרבות אלה גרמו לנפגעים רבים בקרב כוחותיו של לי, בין השאר עקב תפקוד טקטי מגושם של פקודיו. למרות זאת, פעולותיו ההתקפיות של לי הצליחו לערער את ביטחונו של מקללן, והוא נסוג כאמור מהמערכה. בתוך זמן קצר, החלה מערכה חדשה בצפון וירג'יניה כאשר כוחות האיחוד תחת ג'ון פופ תקפו דרך הרי האפלצ'ים במטרה לאיים על ריצ'מונד מצפון.
לי ידע שארמיית צפון וירג'יניה בפיקודו הייתה נתונה למצב מסוכן בין פופ למקללן, במיוחד אם כוחות השניים יתאחדו. ב-13 ביולי הוא שלח את ג'קסון, עם כוחות שהסתכמו בסופו של דבר ב-24,000 איש, לבלום את התקדמותו של פופ. לאחר התכתשות ראשונית מינורית בהר הסידר ב-9 באוגוסט, כוחותיהם ג'קסון ופופ היו במצב של סטטוס קוו למשך שבוע. לי, בעת שנודע לו על נסיגתו של מקללן ממערכת חצי האי, פנה עם שארית ארמיית צפון וירג'יניה והצטרף לג'קסון בגורדונסוויל, צפון וירג'יניה. הכוחות המשולבים של הקונפדרציה גברו על מספרם של פופ, ולי הספיק לנתק את מערך הכוחות של פופ עוד לפני ההתארגנות של כוחות ארמיית הפוטומק על גבול מרילנד-וירג'יניה. רצף של פקודות שנתגלו בידי שני הצדדים אפשרו ללי ולפופ ללמוד את האסטרטגיה אחד של השני. לפופ התברר כי לי מתכנן להקיף ולהפיל אותו ברפאהאנוק ועל כן נסוג לגדה הצפונית מעבר למסילת הברזל המרכזית. לי, שנודע לו ששני קורפוסים מארמיית הפוטומק יצטרפו לפופ תוך מספר ימים, פעל במהירות ובאומץ. הוא שלח את ג'קסון בתנועת פנייה רחבה דרך מעבר צר בהרי בול ראן סביב האגף הצפוני של צבא פופ.
פופ שם לב למהלך של ג'קסון, אך תחילה הניח שהוא מופנה לעבר עמק שננדואה. ואז ג'קסון, שנע עם כוחותיו כמעט מאה קילומטרים בתוך יומיים, נע מאחורי המערך הצבאי של פופ במנסאס ב-26 באוגוסט, הרס שם את בסיס האספקה ​​שלו ונסוג חזרה ללא אבדות. כוחותיו של ג'קסון, לפי תיאום עם לי, נעו במסווה כך שלא יתפסו בידי צבאו של פופ. במקביל מפקד האיחוד לא הצליח לרכז את צבאו לעומת כוחותיו האחרים של לי. כתוצאה מכך הוא נכנס למלכודת של לי באתר שדה הקרב הישן של מנאסאס - בול ראן. פופ תקף את ג'קסון, ובכך אפשר לכוחות של לי לתקוף את עורף המערך של כוחותיו במרחץ דמים קשה. עד אז הקורפוס החמישי של פורטר מארמיית הפוטומק הגיע לשדה הקרב ונצטווה לתקוף את אגף ימין (הדרומי) של ג'קסון. בשלב זה, גם כוחותיו של ג'יימס לונגסטריט חצו את המעבר ההררי, והתפרסו מימין לכוחותיו של ג'קסון וחסמו את תנועת הקורפוס של פורטר.
למחרת, 30 באוגוסט, חידש פופ את התקפותיו נגד ג'קסון, לאחר שהעריך כי הוא נסוג. עם תנועת כוחותיו של פופ לעבר ג'קסון, לי הורה על לונגסטריט לבצע מתקפת פתע עליהם טרם הגיעו לעבר ג'קסון. לאחר צליחת מתקפת הפתע וסיום קרב בול ראן השני, היה על כוחותיו של פופ לסגת חזרה לוושינגטון די. סי.. לי, בתנועה נועזת ומהירה מאוד, ובזכות איחוד כוחות הקונפדרציה בפיקודו, הביס בהצלחה צבא איחוד אדיר בממדיו ועשה זאת בנוכחותה של ארמיית הפוטומק הגדולה עוד יותר. הגנרל המפקד של צבא האיחוד, הנרי האלק, לא התערב במערכה כדי לתאם בין מקללן ופופ, זאת לעומת הקונפדרציה, שבתוך שורות ההנהגה שלה שימש לי כגורם מתאם בין היחידות השונות.
מערכת מרילנד; קרב אנטיאטם.
לאחר סדרת הניצחונות של הקונפדרציה בחצי האי וצפון וירג'יניה, החליט לי בספטמבר 1862 להעביר את ארמיית צפון וירג'יניה את נהר הפוטומק לעבר מרילנד ווושינגטון די. סי במטרה לאיים על בירת האיחוד ישירות. במעבר להתקפה על בירת האיחוד חישב לי גורמים אסטרטגיים, לוגיסטיים ופוליטיים. הוא האמין שחיילי מקללן ופופ חסרי המורל היו בקרבת וושינגטון ולא היה ברצונו לחכות להתארגנות של מתקפה חדשה מטעם האיחוד. אם היה נשאר בעמדת מגננה בוירג'יניה, לי היה נאלץ להגיב לתנועות האיחוד, ואילו במרילנד או בפנסילבניה הוא היה בעל היוזמה ההתקפית עצמו. לי האמין שהוא יכול לאגף את האויב בקלות על ידי חציית נהר הפוטומק מוושינגטון והצעיד את צבא צפון וירג'יניה דרך מרילנד. לפי האסטרטגיה של לי דחיפה קצרה לשטח האיחוד לא תספיק; שהייה ממושכת תהיה המפתח להצלחה של הקונפדרציה. לי קיווה להשאיר את צבאו על אדמת האיחוד במשך חלק גדול מהסתיו, לא מתוך כוונה לכבוש ולהחזיק שטח, אלא כדי להשיג סדרת יעדים אסטרטגיים לכל הפחות קודם להשבת הכוחות לוירג'יניה.
במסגרת "'פקודה מיוחדת 191" קבע לי את האסטרטגיה של הפלישה לעבר מרילנד. אחד העותקים של הפקודה אבד למטה הכללי של ארמיית צפון וירג'יניה ובהמשך התגלה מלופף בתוך סיגר בידי חייל בצבא האיחוד. הפקודה כללה מספר סעיפים: 1. הסדרת יחס כוחות הקונפדרציה כלפי תושבי העיר פרדריקסברג בקרבת מקום (מערב מרילנד). 2. הנחיה למייג'ור טיילור לנוע חזרה דרומה ולשמור על קו האספקה עם וירג'יניה ועל העורף של הארמייה. 3. הנחיה שתנועת הכוחות תימשך ביום שלמחרת (10 בספטמבר) - שכוחותיו של ג'קסון יעמדו בראש המערכה וקביעת מטרות משניות לכיבוש במהלך ההתקדמות. 4. הגנרל לונגסטריט ינוע מערבה לבונסבורוג ומשם יתמוך בהרכבת קו אספקה נוסף לארמייה. 5. כוחותיהם של גנרל מקלווס וגנרל אנדרסון ינועו תחילה אחרי לונגסטריט ויכבשו את מידלטאון (מרכז מרילנד; מצפון לוושינגטון) כדי להשיג שליטה על הגבעות של מרילנד. 6. גנרל וולקר ינוע עם כוחותיו מעבר לנהר הפוטומק דרך העיר לובטיסוויל ויתאחד עם כוחותיהם של מקלווס וג'קסון למנוע נסיגה של כוחות האיחוד. 7. הדיוויזיה של הגנרל ד. ה. היל תקים את מערך הגנת העורף של ארמיית צפון וירג'יניה. 8. הגנרל סטיוארט ירכיב יחידת פרשים מכוחותיהם של ג'קסון, מקלווס ולונגסטריט ויבצע סקירה לוודא שאין חיילי קונפדרציה שאיבדו דרכם בצעידה. 9. לאחר השגת מטרותיהם, הכוחות בפיקוד ג'קסון, מקלווס ו-וולקר יתאחדו עם הכוח המרכזי של הארמייה, מוערך כי בהייגרסטאון. 10. כל רגימנט יישא בדרך כלל סדרת גרזנים איתו, לשימוש החיילים במאהליהם, לרכישת עץ וכו'.
לי חילק מחדש את צבאו וב-11 בספטמבר לונגסטריט כבש את הייגרסטאון, מרילנד. חיל המצב הפדרלי העיקש במוצב הפרס הרפרס קנה עבור מקללן זמן נוסף, ועיכב את חלק הארי של ארמיית צפון וירג'יניה - בפיקודו של ג'קסון - למספר ימים יותר ממה שתוקצב בלוח הזמנים של לי. כשהוא כבר חש שתוכנית הפלישה שלו השתבשה, לי החל לקרוא לנסיגה דרומה עבור הערכת מצב מחודשת. במקביל הורה לי לגנרל ד. ה. היל לשמור על שליטת הקונפדרציה במעברי הגבעות בהר סאות'. אילולא היה יכול מקללן לנוע דרך מעברים אלה לפני שלי הצליח לאחד את צבאו מחדש, ארמיית צפון וירג'יניה עלולה הייתה להיהרס. ב-13 בספטמבר עברו הכוחות הפדרליים לפרדריק, ואנשי רגימנט חי"ר 27 של אינדיאנה גילו את העותק של פקודות 191 של לי. כאשר הגיעו התוכניות לידיו, העריך מקללן כי ביכולתו להנחית מכה קשה על לי.
ב-14 בספטמבר הכה צבא האיחוד את המעברים בהר סאות'. הקרב על ההר היה ניצחון מכריע של האיחוד, אך מגיני הקונפדרציה הצליחו לעכב את התקדמות האיחוד מספיק זמן עבור לי בשביל להתחיל לגבש מחדש את כוחותיו הפזורים. בבוקר 15 בספטמבר הכניעו לבסוף כוחותיו של ג'קסון 12,000 חיילי איחוד בהפרס הרפרס. הקרב הסתיים במחיר של פחות מ-300 נפגעים בצד הקונפדרציה, ובכך ג'קסון זכה באחד הניצחונות הגדולים שלו במסגרת במלחמת האזרחים כולה. לאחר הקרב מיהר ג'קסון לשוב אל לי ולהתאחד עם כוחותיו. במקביל, ארמיית הפוטומק של מקללן נעה דרך מעברי הר סאות' במטרה למצוא את צבאו של לי, שמנה אולי 11,000 איש אחר הצהריים של 15 בספטמבר, ושלט על הגבעות מצפון לשרפסבורג (אנטיאטם). מקללן העריך כי כוחותיה המפוזרים של ארמיית צפון וירג'יניה באזור הסתכמו ב"לא פחות מ-120,000 איש" - הערכה שיותר מהכפילה את כוחה בפועל של הארמייה - והוא בילה את 16 בספטמבר בהדרכת סיורים על עמדות הקונפדרציה. ג'קסון, בדרך של צעדה כפויה בן לילה, הגיע לשרפסבורג בשעות אחר הצהריים של 16 בספטמבר, והכפיל למעשה את כוחו של לי. בשעה 05:30 ב-17 בספטמבר החלו כוחות האיחוד תחת ג'וזף הוקר להתקדם דרומה אל עבר כוחות הקונפדרציה בפריפריה החלקאית מצפון העיר שארפסברג ובכך החלו בקרב אנטיאטם.