Drei Tage später wurde Heintzelman zum Brigadegeneral befördert. Am 24. Mai wurde er bei Alexandria, Virginia gefangen genommen und vier Tage später ausgetauscht. Heintzelman führte zunächst eine Brigade und ab dem 8. Juli die 3. Division der Army of Northeastern Virginia. In der ersten Schlacht am Bull Run wurde er am rechten Ellbogen verwundet. Nach seiner Genesung führte Heintzelman zunächst eine Brigade, ab dem 3. Oktober eine Division der Potomac-Armee. Am 13. März 1862 übernahm er als Kommandierender General das III. Korps. Mit Beginn des Halbinsel-Feldzugs am 5. Mai 1862 wurde er zum Generalmajor der Freiwilligen befördert und führte das Korps in der Schlacht von Seven Pines, der Sieben-Tage-Schlacht und der zweiten Schlacht am Bull Run.