Retournant sur le terrain à l'automne 1862, Tilghman devient un commandant de brigade d'une division de Mansfield Lovell de l'armée de l'Ouest d'Earl Van Dorn, à la suite de la deuxième bataille de Corinth. Lors de la campagne de Vicksburg de 1863, il est touché à la poitrine par un éclat d'obus et tué à la bataille de Champion Hill. Il est enterré dans le cimetière de Woodlawn, dans le Bronx, à New York.