Resultatet av kampen var uovertruffen, men norden vant en strategisk fordel. 23.100 skader.
16. september hadde major-general. George B. McClellan møtte general Robert E. Lee's Army of Northern Virginia i Sharpsburg, Maryland. Neste morgen ved daggry ledet unions generalmajor Joseph Hooker hans korps for å montere et sterkt angrep på Lees venstre flanke. Dette begynte det som skulle bli den blodigste dagen i all amerikansk militærhistorie. Kamphandlinger skjedde over et kornmark og rundt Dunker-kirken. I tillegg angrep unions tropper Confederates ved Sunken Road, som faktisk gikk gjennom Confederate sentrum. Imidlertid fulgte ikke de nordlige troppene med denne fordelen. Senere kom unionsgeneral Ambrose Burnsides tropper inn i kampen, krøllet over Antietam Creek og ankom høyre konføderert.
I et avgjørende øyeblikk ankom generalforbundet Ambrose Powell Hill, Jrs divisjon Harpers Ferry og kontret. Han var i stand til å kjøre tilbake Burnside og redde dagen. Selv om han var overtallig to-til-en, bestemte Lee seg for å begå hele hæren sin mens unions generalmajor George B. McClellan sendte inn færre enn tre fjerdedeler av hæren sin, noe som gjorde det mulig for Lee å kjempe mot føderalene til stillhet. Begge hærer klarte å befeste linjene sine i løpet av natten. Selv om troppene hans hadde lammet skader, bestemte Lee seg for å fortsette å skyte sammen med McClellan hele dagen den 18. ved å fjerne sine sårede sør på samme tid. Etter mørketid beordret Lee tilbaketrekning av sin nedslåtte hær av Nord-Virginia for å over Potomac inn i Shenandoah-dalen.