戦闘は戦場の南端に移った。マクレランの作戦では、フッカーの第1軍団を支援するために南軍の注意を北の主戦場から逸らせることを期待して、アンブローズ・バーンサイドの第9軍団が陽動攻撃を行うことになっていた。しかし、バーンサイドは攻撃を始める前に明確な命令があるまで待つように指示されており、その命令は午前10時まで届かなかった。バーンサイドは戦闘の準備をする間、奇妙に受動的であった。マクレランが一翼の指揮官にバーンサイドを据えようという配置案を捨てたことで不満を抱いていた。以前に第1および第9軍団を含む一翼を指揮したことがあったが、今回は第9軍団だけに責任があった。バーンサイドはその高い権限を諦めることを明らかに拒み、まずジェシー・リー・リノ少将（サウスマウンテンで戦死）を、次にカノーハ師団のジェイコブ・ドルソン・コックス准将を軍団指揮官として待遇し、命令は軍団長を通して軍団に伝えた。バーンサイドはアンティータム・クリークの東に4個師団（12,500名）と50門の砲を持っていた。向かい合う敵は、リーが左翼の南軍を補うために部隊を移動させたためにかなり手薄になっていた。夜明けには、デイビッド・R・ジョーンズとジョン・G・ウォーカー各准将の師団が守りに就いていたが、10時までにウォーカーの部隊全てとジョージ・T・アンダーソン大佐のジョージア旅団が移動した。ジョーンズはバーンサイドに対するに、3,000名の兵士と12門の大砲しか無かった。シャープスバーグに近い尾根は主にセメタリーヒルと呼ばれる低い台地だったが、これを手薄い4個旅団が守った。第2および第20ジョージア連隊の残る400名はロバート・トゥームズ准将の指揮で、2個砲兵大隊と共に、ロールバッハの橋を守った。この橋は3径間125フィート (38 m)の石橋で、アンティータム・クリークを渡る最南端にあった。このあとの戦闘に与えられた悪評のために、この橋は「バーンサイド・ブリッジ」として歴史に名を残すことになった。橋は困難な目標であった。橋に至る道路はクリークに沿って走り、敵の銃火に曝された。橋の西側には樹木の茂る高さ100フィート (30 m)の崖が見下ろしており、古い採石場から持ってきた巨岩がばらまかれ、良好な隠れ場所から歩兵や狙撃兵が撃ち降ろせば、川を渡る者に危険な障害になった。この辺りのアンティータム・クリークは50フィート (15 m)以上の幅があることはほとんどなく、幾つかの場所は腰までの深さに過ぎず、しかも南軍の死角になっていた。南軍の参謀士官ヘンリー・キッド・ダグラスから嘲笑されているように、バーンサイドはこの事実を無視したことで大いに批判されてきた。しかし所々浅いクリークの見通しの良い地形は渡河を難しい問題の比較的易しい部分にしていた。バーンサイドは橋を強襲する代わりに、マクレランの技師が確認した半マイル (0.8 km)下流を同時に渉るという作戦に集中したが、バーンサイドの軍団がそこに到着したとき、堤があまりに高くて渉れそうになかった。ジョージ・クルック大佐のオハイオ旅団がサミュエル・スタージス准将の師団の支援で橋を攻撃する準備をする一方で、残りのカノーハ師団とアイザック・ロッドマン准将の師団は厚い藪を抜けて2マイル (3 km)下流のスネイブリー浅瀬を探し、南軍の側面を衝こうとした。橋に対するクルックの襲撃は、そのオハイオ旅団が橋を渡り崖を襲うために、橋の上を明けるよう命令された第11コネチカット連隊の散兵に導かれた。コネチカット連隊は15分間の懲罰的銃火を受けた後、致命傷を負った指揮官ヘンリー・W・キングズベリー大佐を含み、その勢力の3分の1に相当する139名の損失を出し撤退した。クルックの主攻撃隊は、クルックが地形に不明であったために橋の上流4分の1マイル (400 m)でクリークに到達するという誤りを犯してしまい、南軍の散兵と続く数時間一斉射撃を交わすことになった。ロッドマン准将の師団は連絡が取れないままにスネイブリー浅瀬に難行軍している一方、バーンサイドとコックスは橋に対する第2波攻撃を、第2メリーランド連隊と第6ニューハンプシャー連隊からなるスタージスの旅団の一つに指示した。この部隊も南軍の狙撃兵や大砲の餌食になり、その攻撃は破綻した。この時までに正午を過ぎており、マクレランは辛抱できなくなって伝令を次々と送り、バーンサイドに前進させようとした。マクレランはある副官に「彼に犠牲が1万人になっても今行かねばならない」と伝えるよう命令した。監察長官デロス・B・サケット大佐を派遣して、バーンサイドに対決させることで圧力を掛けていったが、バーンサイドは憤然として「マクレランは、私がこの橋を落とすために最善を尽くしていないと考えているようだ。あなたは今朝同じ命令を持って私の所にきた3人目あるいは4人目だ」と答えた。橋を奪取しようという3度目の試みをしたのは、12時半にスタージスの他の旅団、エドワード・フェレーロ准将の指揮する部隊であった。この旅団は第51ニューヨーク連隊と第51ペンシルベニア連隊で構成されており、適切な大砲の支援もあり、またもし成功した場合は最近取り消されたウィスキー配給が復活するという約束を受けており、下り坂で突撃を掛けて東岸に陣地を確保した。捕獲した榴弾砲をその場で操作し、橋に向かって散弾を放ち、敵からは25ヤード (23 m)まで接近した。午後1時までに南軍の弾薬が尽きかけ、トゥームズのところにロッドマンの部隊がスネイブリー浅瀬を渉り、側面を衝こうとしているとの伝言が入った。トゥームズは撤退を命令した。そのジョージア旅団は北軍に500名以上の損失を与えており、160名に欠ける程度の自軍をあきらめさせた。しかもバーンサイドの南部側面から攻撃を3時間以上も食い止めていた。バーンサイドの攻撃は自軍の失敗でも再度失速した。その士官達が弾薬を橋から輸送することを怠っており、橋自体が兵士、大砲および荷馬車の移動でボトルネックになっていた。このためにさらに2時間を要し、リー将軍はこの時間を使ってその右翼を補強した。リーは利用可能なあらゆる砲兵部隊に移動を命じたが、左翼から歩兵隊を動かしてD・R・ジョーンズの数的に劣る部隊を補強することまではしなかった。その代わりにハーパーズフェリーからの疲弊させる17マイル (27 km)を行軍中であるA・P・ヒルの軽装師団の到着を当てにした。午後2時までにヒル隊はボトラーの浅瀬に到着し、2時半に救われたリーと会談することが出来て、リーは右翼のジョーンズの救援に部隊を向かわせるよう命じた。北軍は3,000名の新来の部隊に直面することになるとは全く気付いていなかった。バーンサイドの作戦では、弱体化した南軍の右翼を回り込み、シャープスバーグに注力して、北バージニア軍を南軍がポトマック川を渡って逃走する唯一の経路であるボトラーの浅瀬から切り離そうとした。バーンサイドはスタージスの師団を西岸に予備軍として残し、8,000名以上の軍団（大半は疲れていない）と22門の大砲を近接支援として西に動いた。第79ニューヨーク連隊「キャメロン・ハイランダーズ」によるジョーンズの数に劣る師団に対する最初の攻撃が成功し、ジョーンズ軍はセメタリーヒルを越えて後退し、シャープスバーグまでは200ヤード (180 m)以内まで下がった。さらに左翼にはロッドマンの師団がハーパーズフェリー道路の方へ進軍した。先頭を行くハリソン・フェアチャイルド大佐の旅団には第9ニューヨーク連隊の色彩豊かなズアーブ服を着た者が数名おり、その前方の尾根に上った敵の1ダースの大砲から激しい砲弾が降り注いできたが、構わず前進を続けた。シャープスバーグの通りでは退却する南軍に塞がれて恐慌が起こっていた。ジョーンズの師団の5個旅団の中で、トゥームズの旅団だけが無傷だったが、それでも700名に過ぎなかった。A・P・ヒルの師団は午後3時半に到着した。ヒルはその部隊を分けて、2個旅団は南東に向かわせてその側面を守らせ、他の3個旅団約2,000名はトゥームズの旅団の右に動き、反撃に備えた。午後3時40分、マクシー・グレッグ准将のサウスカロライナ旅団が、ジョン・オットーのトウモロコシ畑でロッドマンの左翼にいた第16コネチカット連隊を攻撃した。コネチカット連隊はわずか3週間の従軍経験しかなく、その戦列が破られて185名の損失を出した。第4ロードアイランド連隊が右翼に向かったが高いトウモロコシの茎のために視界が悪く、また南軍兵士の多くがハーパーズフェリーで捕まえた北軍兵士の制服を着ていたために方向を見失った。この部隊も崩壊して逃げ出し、第8コネチカット連隊が遠く前進したまま孤立した。この連隊は包囲され丘を下ってアンティータム・クリークの方に追い出された。カノーハ師団の連隊による反撃も不十分だった。第9軍団は損耗率約20%にもなったが、依然対峙する南軍の2倍の兵力があった。バーンサイドはその側面の崩壊で気力が萎え、全部隊にアンティータム・クリークの西岸まで後退を命じ、そこで緊急に増援と大砲を要求した。マクレランは1個大隊を供給できた。マクレランは「私はこれ以上何もできない。ここには歩兵部隊がいない」と言った。しかし、実際にはマクレランにはまだ投入していない2個軍団があった。ポーターの第5軍団とフランクリンの第6軍団であったが、あまりにも用心深く北バージニア軍によって起こるかも知れない大軍の反撃を心配していた。バーンサイドの部隊はその日の残りを、占領するために多くの損失を被った橋の守備に使った。