Het resultaat van de strijd was niet doorslaggevend, maar het noorden behaalde wel een strategisch voordeel. 23.100 slachtoffers.
Op 16 september bracht majoor Gen. George B. McClellan ontmoette generaal Robert E. Lee's Army of Northern Virginia in Sharpsburg, Maryland. De volgende ochtend, bij zonsopgang, leidde generaal-majoor Joseph Hooker zijn korps om een sterke aanval op Lee's linkerflank uit te voeren. Dit begon op de bloedigste dag in de hele Amerikaanse militaire geschiedenis. Er werd gevochten in een korenveld en rond de Dunker Church. Bovendien vielen Union-troepen de Zuidelijken aan op de Sunken Road, die daadwerkelijk door het Geconfedereerde centrum doorboorde. De Noordelijke troepen volgden dit voordeel echter niet. Later raakten de troepen van Union General Ambrose Burnside in de strijd, terwijl ze over Antietam Creek kroop en aan de Confederate Right arriveerden.
Op een cruciaal moment arriveerde de Verbonden Generaal Ambrose Powell Hill, de divisie van Jr Harpers Ferry
en tegenaanval. Hij was in staat om Burnside terug te rijden en de dag te redden. Hoewel hij in de minderheid was dan twee tegen één, besloot Lee zijn hele leger in te zetten terwijl generaal-majoor George B. McClellan stuurde minder dan driekwart van zijn leger, waardoor Lee de Federals tot stilstand kon brengen. Beide legers konden 's nachts hun linies consolideren. Hoewel zijn troepen verlamde slachtoffers hadden geleden, besloot Lee de hele dag van de 18e door te gaan met schermutselingen met McClellan, waarbij hij tegelijkertijd zijn gewonden naar het zuiden verwijderde. In het donker beval Lee de terugtrekking van zijn gehavende leger van Noord-Virginia tot aan de overkant van de Potomac in de Shenandoah-vallei.