Ved Shiloh forstærkede han Grant og hjalp ham dermed til at besejre sydstatshæren den 7. april 1862. Buell betragtede sin ankomst som den primære årsag til, at Grant undgik et større nederlag, og Grant udviklede en professionel uvilje mod ham, som forfulgte ham i hans fremtidige karriere. Buell fortsatte under Henry W. Halleck ved slaget om Corinth. I juni og juli indledte Buell en langsom fremrykning mod Chattanooga, men hans forsyningslinier blev afbrudt af sydstatskavaleri under Nathan Bedford Forrest og hans offensiv gik i stå.