格蘭特在唐納爾遜堡的陸地一側布置軍隊，形成半圓形的包圍，炮艇則分兩路，一路從田納西河順流而下，一路從坎伯蘭河逆流而上，準備三路合擊，一舉攻占唐納爾遜堡。

　　２月１３日，北軍發動攻擊，成功地進攻到離要塞只有１００米的地方，這時要塞內守軍槍炮齊發，北軍尸橫遍地，被迫撤離下來。格蘭特認識到，必須進行圍困。守軍也不愿坐以待斃，派小股部隊繞到北軍后翼突襲。兩天后，雙方在要塞附近的密林進行了一場激戰，格蘭特發現他的中部危急，左翼也不穩，準備收縮兵力，集中攻擊。

　　這時，格蘭特突然發現南軍俘虜干糧袋內只有三天的口糧，審問俘虜才得知，要塞內存糧不多，南軍正準備奪路逃走。于是他命令士兵不必進攻，只要把奪路而逃的南軍士兵趕回戰壕就算完成任務。困守了幾個星期的艾伯特·約翰斯頓帶領少量殘兵突圍而去。

　　格蘭特占領唐納爾遜堡之后，立即揮兵攻占納什維爾，奪取了那里的南方火藥廠和軍械廠，收復了田納西州，如果乘勝前進，將可打開從查塔努加直到密西西比的廣大地區。更為重要的是，這是內戰以來，北軍取得第一次勝利，大大鼓舞了北軍的士氣。西北部的草原健兒初試鋒芒，擊敗了西南部森林地區的瘦高個子，南部不可戰勝的神話破滅了。

　　艾伯特·約翰斯頓撤退到孟斐斯——查塔努加鐵路線，格蘭特想乘勝追擊艾伯特·約翰斯頓，但他的上司哈勒克心懷嫉妒，制止他追擊。這樣約翰斯頓就贏得了時間，和南軍其他部隊匯合，重新集結力量。

　　４月６日，約翰斯頓出奇不意地向格蘭特發起了攻擊。格蘭特的大軍正駐地一處低地上，背后是漲了水的田納西河，前面又無塹壕防護。

　　北軍倉促應戰，格蘭特沉著冷靜，他手下的師長薛爾曼驍勇善戰，士兵們破釜沉舟勇猛異常，雙方展開了一場前所未有的混戰。炮聲、槍聲、吶喊聲混成一片，戰斗一直持續了１２個小時，南軍占領了關鍵性的陣地，北軍則不得不退守到河邊，數千名士兵蜷縮在陡峭的河岸下面，形勢對北軍非常不利。但是，約翰斯頓在帶隊沖鋒時身負重傷，南軍無人領導，一時組織不起有效的進攻。夜幕降臨了，天突然下起傾盆大雨，雙方軍隊都淋得透濕，北軍的炮艇卻還把炮彈傾瀉到南軍頭上。４月７日黎明，戰斗重新開始。

　　格蘭特得到了增援，又經過１０個小時的拼死鏖戰，北軍最終擊潰了南軍，取得了勝利。

　　但這次勝利使格蘭特部隊死傷１．３萬多人，一時引起了北方軒然大波的爭論，人們向總統施加壓力，要求撤換格蘭特。

　　林肯回答說：“我少不了這個人，他能打仗。”以后事實證明，林肯的確有遠見卓識。