Durante il mese di settembre e all'inizio di ottobre, l'esercito del Cumberland fu rinforzato dalle truppe dell'esercito del Tennessee, comandate dal maggiore generale William Tecumseh Sherman, insieme a due corpi dell'esercito del Potomac sotto il maggiore generale Joseph Hooker. Ulysses S. Grant, ora al comando generale delle forze dell'Unione a ovest sotto la neonata Divisione Militare del Mississippi, sostituì Rosecrans al comando con George H. Thomas; Grant aveva il comando delle forze unificate dell'Unione. Durante le prime ore del mattino del 27 ottobre, le forze dell'Unione catturarono Brown's Ferry, che aprì una rotta di rifornimento per l'Alabama; un contrattacco confederato a Wauhatchie durante la notte del 28-29 ottobre tentò di riconquistare il traghetto ma fallì. Il 5 novembre Bragg inviò il corpo di Longstreet a Knoxville e quasi tutta la sua cavalleria via, riducendo la forza del suo esercito; Bragg sperava che Grant fosse costretto a staccare parte della sua forza per alleviare la guarnigione dell'Unione nella città. L'attacco finale dell'Unione all'esercito confederato iniziò il 24 novembre, quando Hooker catturò Lookout Mountain
e minacciato il fianco sinistro confederato. Il giorno successivo, Sherman attaccò il fianco destro confederato su Missionary Ridge ma venne bloccato. Per aiutare Sherman e attirare le unità confederate dalla destra, Grant ordinò una dimostrazione contro il centro confederato. Questa dimostrazione di Thomas si trasformò in un attacco a pieno titolo che sfondò la linea confederata. Bragg si ritirò nella Georgia settentrionale, raggruppandosi intorno a Dalton. La sua richiesta di essere sollevato è stata accettata il 1 ° dicembre. Hardee prese temporaneamente il comando dell'esercito, ma rifiutò un'offerta o un comando permanente. Invece Davis nominò Joseph Johnston a comandare l'esercito nel dicembre 1863.