Jackson håpet å avskjære Unionens retrett fra Bull Run ved å gjøre en vid flankemarsj. Den 1. september sendte Jackson sine divisjoner fra den andre siden av Chantilly-plantasjen ved Little River Turnpike nær Ox Hill, mot to unionsdivisjoner under generalmajorene Philip Kearny og Isaac Stevens. De konfødererte angrepene i slaget ved Chantilly ble stoppet av intens beskytning under et kraftig tordenvær. Unionsgeneralene Stevens og Kearny ble begge drept. Pope innså at hæren hans fremdeles var i fare ved Fairfax Courthouse og beordret at retretten skulle fortsette til Washington.