21 lipca 1864 roku trzy armie Williama T. Shermana zostały rozdzielone na obrzeżach Atlanty. John Bell Hood otrzymał raporty, że lewa flanka Armii Tennessee gen. dyw. Jamesa B. McPhersona jest w powietrzu. Armia McPhersona stała naprzeciw Atlanty od wschodu, wzdłuż linii kolejowej Georgia Railroad. Hood wykorzystał okazję i w nocy z 21 na 22 lipca rozkazał korpusowi Williama J. Hardee wycofać się z linii na północ od miasta do głównego umocnionego obwodu; pozostałe korpusy Alexandra P. Stewarta i gen. dyw. Benjamina F. Cheathama miały podążyć za nimi. Korpus Hardee’ego miał przemaszerować przez miasto i wyjść z niego, prowadzony przez konfederacką kawalerię. Po zajęciu pozycji, korpus uderzyłby na lewy tył McPhersona, podczas gdy kawaleria konfederacka gen. dyw. Josepha Wheelera zaatakowałaby pociągi z wozami McPhersona w Decatur. Cheatham miał wspierać Hardee’ego ze wschodniego skraju Atlanty. Był to ambitny plan, zakładający 15-milowy nocny marsz oddziałów Hardee’ego i atak o świcie 22-go. Jednak późny start, wyczerpanie żołnierzy, upalna noc i zakurzone drogi sprawiły, że cztery dywizje szturmowe nie dotarły wystarczająco daleko na tyły McPhersona.
Po lewej stronie Unii, dywizja XVI Korpusu pod dowództwem gen. bryg. Thomasa W. Sweeny’ego znalazła się na drodze otwierającego natarcia Hardee’ego. Zamiast prześcignąć szpitalne namioty i pociągi z wozami na tyłach McPhersona, oddziały Konfederatów stanęły twarzą w twarz z weteranami jankeskiej piechoty.
McPherson, który opuścił kwaterę główną Shermana tuż przed rozpoczęciem ostrzału, znajdował się w tej części pola, obserwując zmagania Sweeny’a z rebeliantami. Pojechał sprawdzić, jak radzi sobie XVII Korpus gen. dyw. Franka Blaira, który został uderzony przez ciężko bijącą dywizję gen. dyw. Patricka Cleburne’a. McPherson i jego sztab jechali drogą dla wozów, gdy niespodziewanie natknęli się na część linii Cleburne’a. „On (McPherson) zatrzymał konia, uniósł kapelusz w geście salutowania, obrócił się w prawo i pognał galopem na tyły” – wspominał jeden z obserwatorów. Rebelianci ostrzelali McPhersona, robiąc generałowi dziurę po kuli w plecach, blisko serca.
Atak Cleburne’a początkowo pokonał część linii Unii, zdobywając dwa działa i kilkuset jeńców. Następnie Południowcy natknęli się na piechotę i artylerię na bezdrzewnym wzgórzu zajętym przez dywizję gen. brygady Mortimera Leggetta, która ich zatrzymała. Do walki włączyła się konfederacka dywizja gen. bryg. George’a Maneya, ale Leggett utrzymał się na swoim wzgórzu.
Około godziny 15:00 Hood rozkazał korpusowi Cheathama rozpocząć atak ze wschodniej linii umocnień Atlanty. Zaciekłe, ale nieskoordynowane natarcie Cheathama na linię utrzymywaną przez federalny XV Korpus odniosło początkowo sukces, pokonując Jankesów pod Troup Hurt House i zdobywając artylerię, ale kontratak Unii zmusił go do odwrotu.
Bitwa pod Atlantą, najkrwawsza w kampanii Shermana w Atlancie, dobiegła końca. Straty Konfederatów 22 lipca wyniosły około 5,500, podczas gdy Federalni ponieśli 3,700 ofiar. Wysiłek Hooda, by podwinąć lewą flankę Shermana, nie powiódł się.
Armie Shermana ruszyły dalej, na północny zachód, a następnie na zachód od Atlanty, walcząc ponownie pod Ezra Church 28 lipca. Po tej bitwie obie armie przystąpiły do oblężenia miasta, które trwało przez cały sierpień. 1 września 1864 roku Hood opuścił Atlantę, a siły Shermana wkroczyły do miasta następnego dnia. Brama na głębokie Południe i do morza stała otworem.