Une fois obtenue la permission de Halleck, Grant opéra avec rapidité. Le , lors d'une opération coordonnée avec le "Flag Officer" Andrew Hull Foote de la U.S. Navy, il fit transporter ses troupes par bateau sur le Tennessee et les débarqua à quelques kilomètres au nord de Fort Henry, tenu par les Confédérés. L'emplacement du fort, qui n'avait pu être construit plus en aval du fait de la neutralité proclamée du Kentucky, était extrêmement mal choisi. Au moment de l'attaque, il était plus qu'à moitié submergé par les crues et indéfendable contre une attaque navale. Le brigadier-général Lloyd Tilghman qui commandait à la fois Fort Henry et Fort Donelson, distant d'une vingtaine de kilomètres à l'est et placé dans une position plus favorable sur le cours de la Cumberland, décida d'évacuer la garnison du premier pour renforcer la défense du second. Pour sa part, il répondit pendant près de trois heures, avec les quelques canons hors d'eau, au feu des canonnières fédérales, avant de se rendre. Sans que les troupes terrestres de Grant n'aient eu à intervenir, le cours du Tennessee était désormais ouvert aux opérations de l'Union vers le sud.