Im nächsten Frühling, bei der Schlacht in der Wilderness am 5. – 6. Mai 1864, wurde Longstreet verwundet und Anderson übernahm das Kommando über das I. Korps und führte es während des Überland-Feldzugs. Am 31. Mai 1864 wurde zum Generalleutnant befördert und als Longstreet im Oktober genesen zurückkam, führte Anderson das neu geschaffene IV. Korps während der Belagerung von Petersburg und im Appomattox-Feldzug, wo er sich im April 1865 bei Appomattox Court House ergab.