Ce mois de juillet, le corps est envoyé à l'est vers la vallée de la Virginie pour rejoindre l'armée de la Shenandoah du major général Philip Sheridan qui se rassemble. Au cours de cette campagne, McMillan et sa division combattent lors de la bataille de Winchester le , où il est blessé par un éclat d'obus à la tête. Le , McMillan combat avec distinction lors de la bataille de Cedar Creek, où il organise de nouveau ses hommes pour rallier les soldats de l'Union en fuite, fournissant un endroit pour se regrouper en vue de la déroute à venir des forces confédérées du lieutenant général Jubal A. Early.