O resultado da batalha foi inconclusivo, mas o norte ganhou uma vantagem estratégica. 23.100 baixas.
Em 16 de setembro, o major-general. George B. McClellan conheceu o general Robert E. Exército de Lee, no norte da Virgínia, em Sharpsburg, Maryland. Na manhã seguinte, ao amanhecer, o major-general da União Joseph Hooker levou seu corpo a montar um forte ataque ao flanco esquerdo de Lee. Isso começou o que seria o dia mais sangrento de toda a história militar americana. As lutas ocorreram através de um milharal e ao redor da Igreja Dunker. Além disso, as tropas da União atacaram os confederados na Sunken Road, que na verdade perfurou o centro confederado. No entanto, as tropas do norte não seguiram adiante com essa vantagem. Mais tarde, as tropas do general da União Ambrose Burnside entraram em combate, atravessando Antietam Creek e chegando à direita confederada.
Em um momento crucial, a divisão do general confederado Ambrose Powell Hill, Jr. chegou de Harpers Ferry e contra-atacado. Ele foi capaz de dirigir de volta Burnside e salvar o dia. Apesar de estar em menor número do que dois em um, Lee decidiu comprometer todo o seu exército enquanto o major-general da União George B. McClellan enviou menos de três quartos de seu exército, o que permitiu a Lee lutar contra os federais. Ambos os exércitos conseguiram consolidar suas linhas durante a noite. Embora suas tropas tenham sofrido baixas incapacitantes, Lee decidiu continuar lutando com McClellan durante o dia 18, removendo seus feridos ao sul ao mesmo tempo. Ao anoitecer, Lee ordenou a retirada de seu exército do norte da Virgínia para atravessar o Potomac até o vale de Shenandoah.