逃散的士兵，驻守公墓岭抵抗。此公墓岭是个利于防守的阵地，露出地面的石灰石岩层，呈鱼钩形，凸出的那一面朝向西方和北方，正对着南军。从南面和东面赶来支援的北军正好沿岭布防。南军采取包围态势，其右翼位于半是森林的学堂岭与公墓岭平行。南军猛攻联邦军左翼，北军据险抵抗未能攻克，罗伯特·李决定第二天发动攻击，7月2日傍晚，尤厄尔率领南军又猛攻联邦军右翼，冲上卡尔普斯山的斜坡，北军一时出现险境。罗伯特·李认为机会已到。但是南军援军尚未赶到，尤厄尔不出一个小时便被击退。7月3日，罗伯特·李向米德军的中央猛扑过来。午后1时，南军向公墓岭发炮，联邦炮兵给予还击，双方大炮对击了一个多小时，接着罗伯特·李命令皮克特率军向联邦军中央阵地进攻。皮克特的身穿灰色军装的南军越过旷野和草地，稳步向前推进。穿着蓝色军服的联邦军则用密集的炮火和雨点般的子弹射向敌军。南军士兵要穿过一块将近1英里宽的开阔地，他们就成了椅在工事后面的联邦军的射击活靶子。等到南军冲到公墓岭山脊的联军防线时，他们的人数已伤亡了一半。接着就是短兵相接的白刃战。南军已到达北军最坚固、也是最后的一道防线。北军的伤亡也很大，几乎有些支持不住了。当时，南军将领阿米斯特德把军帽挑在指挥刀的刀尖上，跃过石墙跳进联邦军的工事，跟在他后面的还有100多人。蓝色的弗吉尼亚军旗在公墓脊峰上飘扬。这时联邦军迅速向被攻破的缺口合拢过来，将这100多人包围在里面，阿米斯特德的那些士兵不是被打死就是做了俘虏。公墓岭阵地终于守住了，7月4日夜间下了一场滂沱大雨，波托马克河水位上涨，使罗伯特·李无法撤过河去。林肯曾要求米德赶紧抓住这个时机，歼灭敌军。但米德召开了一夜作战会议，坐视波托马克河水位退落，李将军带领余部顺利撤退。这使林肯深为懊恼，不过他还是称赞米德在葛底斯堡战役中的贡献。罗伯特·李以为战役失败的责任全在自己，提出辞去弗吉尼亚兵团司令职务，未被戴维斯批准。葛底斯堡战役是到那时为止的美国历史上流血最多的一次战役。联邦军死伤和失踪2.3万人，南军2.8万人。米德将军在战斗期间向各军下达了一道道重要命令，对战斗的胜利发挥了猾作用。葛底斯堡战役是南北战争的转折点，从此，南军失去战略主动权，再也未能向北进军，联邦军队转入进攻。葛底斯堡战役的胜利，更加坚定了美国人民夺取最后胜利的信心。

    维克斯堡战役、奇克莫加—查塔努加战役、葛底斯堡战役的胜利是南北战争的转折点，经过这三场战役后很少再有人认为南方各州会最终取胜了，北方的胜利只是时间的问题了，英、法等国对于南部各州的承认也是遥不可及的事了。