Assegnato ai compiti nelle vicinanze di Brandy Station fino all'inizio di maggio 1864, il 72o New York assistette alle operazioni lungo il fiume Rapidan (6 febbraio - 7 febbraio) e fu poi assegnato alla campagna terrestre guidata dal tenente generale Ulysses S. Grant. Dopo aver combattuto nelle battaglie del Wilderness (5 maggio), Spotsylvania Court House (8 maggio 21), North Anna (23 maggio 26), Totopotomoy Creek
Dopo l'assedio di San Pietroburgo (28 maggio 31), e di Cold Harbor (1 giugno 12), il reggimento partecipò anche alle settimane di apertura dell'assedio di San Pietroburgo fino a quando i suoi capi non ricevettero ordini per iniziare a liquidare le operazioni del reggimento. Il 20 giugno, le compagnie A, B, D, E, F, I e K si sono ritirate. Le compagnie C, G e H furono poi trasferite al 120° New York Infantry. La Compagnia G fu poi ufficialmente arruolata il 2 luglio, seguita dalla Compagnia C il 20 luglio e dalla Compagnia H il 31 ottobre 1864.