Under Slaget ved Gettysburg i juli 1863 ledede Robinson en division i I korps nord for byen Gettysburg. Han og hans mænd kæmpede godt, men måtte til sidst trække sig tilbage gennem byens gader mod overvældende modstand. For mod og en god indsats ved Gettysburg blev han udnævnt til midlertidig oberstløjtnant i den regulære hær. Han blev igen forfremmet til midlertidig oberst i den regulære hær for sin indsats i Mine Run kampagnen og Slaget ved the Wilderness i 1864.