Hooker est remplacé d'abord par Alpheus S. Williams, puis par Henry W. Slocum, deux anciens commandants du XII corps. Les troupes du XX Corps sont les premières à entrer dans Atlanta après sa reddition, le , et plus tard participent avec l'Armée de Géorgie de Sherman à sa marche vers la mer. Williams commande à partir de là et jusqu'à la campagne des Carolines (Slocum ayant été promu au commandement de l'armée entretemps). Le corps joue un rôle majeur dans la capture de Savannah en décembre et est activement engagé lors de la campagne des Carolines, en particulier à Bentonville, où il résiste au choc principal de la contre-attaque de Joseph E. Johnston. Parce que les combats à Bentonville n'ont pas détruit l'armée de Johnston, Sherman remplace Williams par le plus agressif Joseph A. Mower. Le corps prend part à la Grande revue de mai 1865 et est dissout en .