Am 21. Juli 1864 wurden die drei Armeen von William T. Sherman am Stadtrand von Atlanta getrennt. John Bell Hood erhielt Berichte, dass die linke Flanke von Maj. Gen. James B. McPhersons Army of the Tennessee in der Luft lag. McPhersons Armee stand Atlanta von Osten her rittlings auf der Georgia Railroad gegenüber. Hood nutzte die Gelegenheit und befahl dem Korps von William J. Hardee, sich in der Nacht vom 21. auf den 22. Juli von seinen Linien nördlich der Stadt in den befestigten Hauptbereich zurückzuziehen; die verbleibenden Korps von Alexander P. Stewart und Generalmajor Benjamin F. Cheatham sollten folgen. Hardees Korps würde durch und aus der Stadt marschieren, geführt von der konföderierten Kavallerie. Einmal in Position, würde das Korps McPhersons linke Rückseite angreifen, während die konföderierte Kavallerie von Generalmajor Joseph Wheeler McPhersons Wagenzüge bei Decatur angriff. Cheatham würde Hardee vom östlichen Rand von Atlanta aus unterstützen. Es war ein ehrgeiziger Plan, der einen 15 Meilen langen Nachtmarsch von Hardees Truppen und einen Angriff im Morgengrauen am 22. vorsah. Aber ein später Start, die Erschöpfung der Männer, eine heiße Nacht und staubige Straßen führten dazu, dass die vier Angriffsdivisionen nicht annähernd weit genug in McPhersons Rücken vordrangen.
Auf der linken Seite der Union war eine Division des XVI Corps unter Brigadegeneral Thomas W. Sweeny im Weg von Hardees Erstangriff positioniert. Anstatt die Lazarettzelte und Wagenzüge in McPhersons Rücken zu überrennen, rannten die konföderierten Truppen stattdessen von Angesicht zu Angesicht gegen die erfahrene Yankee-Infanterie.
McPherson, der Shermans Hauptquartier kurz vor Beginn des Feuers verlassen hatte, befand sich auf diesem Teil des Feldes und beobachtete, wie Sweeny mit den Rebellen kämpfte. Er ritt los, um zu sehen, wie es dem XVII. Korps von Generalmajor Frank Blair ging, das von der schlagkräftigen Division von Generalmajor Patrick Cleburne getroffen worden war. McPherson und sein Stab ritten eine Planwagenstraße hinunter, als sie unerwartet auf einen Teil von Cleburnes Linie stießen. „Er (McPherson) zügelte sein Pferd, hob seinen Hut zum Salut, drehte sich nach rechts und preschte im Galopp nach hinten los“, erinnert sich ein Beobachter. Die Rebellen feuerten auf McPherson und töteten den General – ein Einschussloch im Rücken, in der Nähe des Herzens.
Cleburnes Angriff überrannte zunächst einen Teil der Unionslinie und nahm zwei Geschütze und mehrere hundert Gefangene ein. Dann trafen die Südstaatler auf Infanterie und Artillerie auf einer baumlosen Hügelkuppe, die von der Division von Brigadegeneral Mortimer Leggett besetzt war, die sie eiskalt stoppte. Die konföderierte Division von Brigadegeneral George Maney schloss sich dem Kampf an, aber Leggett hielt sich auf seinem Hügel.
Gegen 15:00 Uhr befahl Hood dem Korps von Cheatham, einen Angriff von der östlichen Verteidigungslinie von Atlanta aus zu starten. Cheathams heftige, aber unkoordinierte Angriffe gegen die Linie, die vom XV. Korps der Föderation gehalten wurde, waren zunächst erfolgreich, überrannten die Yankees beim Troup Hurt House und eroberten die Artillerie, aber ein Gegenangriff der Union zwang sie zurück.
Die Schlacht von Atlanta, die blutigste von Shermans Atlanta-Feldzug, war vorbei. Die Verluste der Konföderierten summierten sich am 22. Juli auf etwa 5.500, während die Föderierten 3.700 Verluste hinnehmen mussten. Hoods Versuch, Shermans linke Flanke aufzurollen, war gescheitert.
Shermans Armeen zogen weiter, erst nordwestlich und dann westlich von Atlanta, und kämpften am 28. Juli erneut bei Ezra Church. Danach waren beide Armeen erschöpft und richteten sich auf eine Belagerung der Stadt ein, die den ganzen August in Anspruch nahm. Am 1. September 1864 gab Hood die Stadt Atlanta auf, und Shermans Truppen marschierten am nächsten Tag in die Stadt ein. Das Tor zum tiefen Süden – und zum Meer – stand offen.