À la suite de Cold Harbor, le corps est transporté dans la région de Richmond-Petersburg où il est engagé pendant les trois jours de la bataille de Petersburg. Le corps combat le long des défenses confédérées au sud de la rivière Appomattox pendant le siège de Petersburg et dans les mois suivants stoppent plusieurs attaques de l'Union contre les lignes d'approvisionnement confédérées, comme à Jerusalem Plank Road, Ream's Station, et le cratère. Hill est malade à plusieurs reprises pendant le siège, ce qui l'oblige à donner le contrôle opérationnel du corps à ses commandants de division, comme à Ream's Station. Le corps perd plusieurs centaines d'hommes en raison des désertions au cours de l'hiver.