Au cours de la campagne de Vicksburg de 1863, Pettus et son régiment font partie de la force de défendant le contrôle confédéré du fleuve Mississippi. Lorsque la garnison capitule le 4 juillet, Pettus, est de nouveau prisonnier jusqu'à son échange le 12 septembre. Six jours plus tard, il est promu brigadier général et le 3 novembre, il reçoit le commandement d'une brigade dans l'armée du Tennessee. Pettus et sa brigade participent à la campagne de Chattanooga, postés à l'extrême sud de la pente de Missionary Ridge le et se battent le jour suivant.