Para atraer al ejército de Pope a la batalla, Jackson ordenó un ataque a una columna federal que pasaba por su frente el 28 de agosto, comenzando la Segunda Batalla de Bull Run, la batalla decisiva de la Campaña del Norte de Virginia. Los combates duraron varias horas y provocaron un estancamiento. Pope se convenció de que había atrapado a Jackson y concentró la mayor parte de su ejército en su contra. El 29 de agosto, Pope lanzó una serie de ataques contra la posición de Jackson a lo largo de la pendiente inconclusa del ferrocarril. Los ataques fueron rechazados con un gran número de bajas en ambos bandos. Al mediodía, Longstreet llegó al campo y tomó posición en el flanco derecho de Jackson. El 30 de agosto, Pope renovó sus ataques, aparentemente sin saber que Longstreet estaba en el campo. Cuando la artillería confederada masiva devastó un ataque de la Unión, el ala de Longstreet de 28.000 hombres contraatacó en el mayor ataque masivo simultáneo de la guerra. El flanco izquierdo de la Unión fue aplastado y el ejército regresó a Bull Run. Solo una acción eficaz de la retaguardia de la Unión impidió que se repitiera el desastre de la primera batalla. Sin embargo, el retiro de Pope a Centreville fue precipitado. Al día siguiente, Lee ordenó a su ejército que lo persiguiera.