1862年9月17日是美国历史上战斗伤亡人数最多的一天。邦联不顾一切的防守和联邦部队坚决而反复的进攻导致22 700人死伤。虽然联邦将军乔治·B.麦克莱伦兵力占优，但他没能摧毁邦联军。

  9月17日黎明，当约瑟夫·胡克的军队向黑格斯敦峰进发，试图重创罗伯特·E.李将军所率部队的左翼时，邦联人的前景非常黯淡。联邦部队以令人畏惧的气势前进，他们装备精良，服装整齐，与衣衫褴褛的邦联军形成了鲜明对比。由于没有工事掩护，士兵们只能在开阔地作战，或者利用树木和地形躲避像暴风雨一样突然袭来的炮兵和步兵火力。激烈的战斗在科恩菲尔德和韦斯特伍兹展开——这些阵地不断以生命为代价被丢失和夺回。

  据说约翰·贝尔·胡德准将的得克萨斯士兵因为早餐被打断而感到愤怒，他们以64%的伤亡率从联邦铁旅手中夺回韦斯特伍兹，其中得克萨斯第1步兵团的伤亡率高达82%。少将爱德温·萨姆纳派出的一个联邦师从韦斯特伍兹外围侧面发动反击，在半小时里失去了超过两千人。

  麦克莱伦躲在安蒂特姆溪对面安全的菲利普普赖庄园里，远离野蛮的战场，没能协调各兵团的行动。因此，当邦联人的左翼承受一次又一次暴风雨般的冲击时——一度失去邓克教堂，又将其夺回——他们的右翼和中部没有感受到压力。上午，又有两个师前来与李会合，但他的兵力仍然不及麦克莱伦的一半。他将部队从中部和右翼调至左翼增援。到了上午10点左右，他已使联邦部队止步不前。

  直到上午9:30，一个联邦师才开始袭击邦联军队中部——由少将D.H.希尔率领2500人防守。人数处于劣势的邦联步兵守住塌陷的马车道，反击一轮轮联邦进攻，造成敌方约3000人伤亡。当侧翼暴露在扫过整个阵线的纵向火力下时，希尔的部队被迫撤退。这条路后来被称为血腥车道。即使到了此时，联邦部队还是无法突破防线；可以投入战斗的整整两个兵团在溪流对面无所事事。

  在麦克莱伦最初的作战计划中，当联邦对左翼发动主攻时，少将安布罗斯·伯恩赛德负责牵制邦联右翼。不过，伯恩赛德直到上午10点才开始行动，并选择在下方桥对面让各师进餐，该桥后来被人以他的名字命名。在邦联这边，伯恩赛德桥被罗伯特·图姆斯准将指挥的佐治亚一等射手和炮兵的火力覆盖。联邦部队花了三个小时才打过桥去。即便如此，他们也没能对成功加以利用。

  联邦的运气到下午似乎好转，李即将面临一场灾难。联邦部队终于在李右侧的斯内弗里浅滩找到了一条通道；他们不仅即将击穿他的右翼，而且将切断他撤向波托马克河的唯一通道。如果麦克莱伦此刻投入所有力量，他一定会赢得这一天的胜利。然而，一贯谨慎的他坚持保留预备部队——这两万人未发射一枚子弹。

  A.P.希尔从哈珀斯费里急行军而来的一个师终于到了，解救了李。该师在邦联侧翼的意外出现使伯恩赛德谨慎地撤回对岸。下午晚些时候，战斗停止了。麦克莱伦完全有理由在第二天继续进攻，但他没有。经过一些小规模冲突，邦联部队未受干扰地撤至波托马克河，并且进入河流对岸的弗吉尼亚。

  安蒂特姆的胜利巩固了林肯总统的政治地位——他在仅仅几天后的9月22日发布了《初步解放黑人奴隶宣言》。

  林肯曾准备在夏天宣布解放邦联奴隶（见第160—161页），但有人说在军队受挫时这样做可能带有绝望的味道。现在，他看到了机会。

  总统10月初莅临麦克莱伦的军营，催促他追击波托马克河对面的李。麦克莱伦行动迟缓，令林肯无法忍受。