1863年11月、バージニア・ノースカロライナ軍管区（）を指揮し、1864年5月、その指揮下にある軍隊はジェームズ軍と名前を変えた。バージニア州ピーターズバーグに東から攻撃し、北から攻撃するユリシーズ・グラントの軍隊と連携して、リッチモンドに物資を供給する鉄道の連絡を破壊してロバート・E・リー将軍の注意を引くよう命令を受けた。グラントはバトラーの軍事技術をほとんど買っていなかったが、バトラーは強い政治的コネを持っていたので、その能力以上の地位に留まり続けた。バトラーの軍隊は命令されたようにピーターズバーグに直接攻撃を掛けるどころか、バミューダハンドレッドと呼ばれるリッチモンドの東の地域に嵌りこんでしまい、南軍P・G・T・ボーリガード将軍の遥かに劣る部隊によって動けなくされ、割り当てられた任務のどれも果たせなかった。ノースカロライナ州フィッシャー砦に対する遠征では不始末を仕出かし、遂に12月にグラント将軍から更迭されることになった。バトラーは1865年11月30日に除隊した。