Burnside organiserte sin Army of the Potomac i tre såkalte med til sammen 120 000 menn. Av disse ville 114 000 delta i det kommende slaget: , ledet av generalmajor Edwin V. Sumner som bestod av II og IX Corps og en kavaleridivisjon. , ledet av generalmajor Joseph Hooker som bestod av III og V Corps og en kavaleribrigade. , ledet av generalmajor William B. Franklin som bestod av I og VI Corps og en kavaleribrigade. XI Corps under generalmajor Franz Sigel ble holdt i reserve i området til Fairfax Court House. XII Corps under generalmajor Henry W. Slocum var stasjonert ved Harpers Ferry under felttoget.