Сражающиеся части северян были к тому времени сильно ослаблены неумолкающей канонадой батарей противника и теряли боеспособность по той простой причине, что у них заканчивались боеприпасы. Коуч попытался доставить им фургоны с патронами и снарядами, а также двинуть на позиции свою артиллерию, но и то и другое было так скучено у дома Чанселора, что выполнить распоряжение генерала оказалось невозможно.
Именно в эту критическую минуту генерал Ли нанес решительный удар. По его приказу бригада Перри, крайняя на левом фланге дивизии Андерсона, перешла Льюис-Крик и на холме Хейзел Гроув соединилась с бригадой Арчера. Сам командующий южан лично сопровождал эту часть и проследил, чтобы долгожданное соединение левого и правого флангов его армии наконец произошло. Затем Ли дал сигнал о начале атаки, и солдаты, ободренные его присутствием, с новыми силами бросились на врага. Бригады Перри и Арчера с одной стороны и остальная дивизия Андерсона с другой обрушились на дивизию Гейри, и, не выдержав их дружного натиска, та стала буквально разваливаться на куски.
Одновременно с дивизией Андерсона в атаку пошла пришедшая в себя пехота Стюарта. Она вновь ударила по 3-му корпусу северян, боеприпасы которого были в то время на исходе. Первой была отброшена дивизия Френча, которой досталось в чанселорсвиллском бою больше всех. Под натиском южан она отошла к левому флангу корпуса Мида и закрепилась там. Южане, однако, не преследовали людей Френча и все свое внимание переключили на дивизии Дэна Сиклса. Последний бросил в бой все свои резервы, но уже не мог спасти положение. Один из полков дивизии Уильямса дрогнул и обратился в бегство. Южане ворвались в образовавшуюся брешь, и вся линия дивизии рухнула, как прорванная плотина.
Дивизии Берри тоже пришлось туго. Ее командир был убит наповал, а генерал Ревер, занявший его место, отдал приказ отходить. Дольше всех продержалась на своих позициях дивизия Хенкока, сумевшая отразить атаки Мак-Лоуза.
Совсем недавно наступил поддень, солнце стояло в зените, и до конца дня генерал Ли вполне мог завершить битву одним окончательным ударом. Еще немного, и Джо Хукер вместе со своей армией или, во всяком случае, с ее большей частью мог искупаться в Раппаханноке. Ли уже отдал соответствующие приказы и приготовил свои войска к последнему штурму, как вдруг, подобно грому среди ясного неба, пришло неожиданное известие: Седжвик овладел высотами Мари и с 20-тысячной силой двигается прямо в тыл Северовирджинской армии.
В течение первых двух дней сражения командир левого крыла Потомакской армии генерал Джон Седжвик неоднократно получал разнообразные, порой прямо противоположные инструкции. Вечером 2 мая он готовился выступить на Боулинг Грин, когда вдруг в районе 11 часов ему был доставлен новый приказ. Хукер предписывал Седжвику перейти реку у Фредериксберга и, заняв этот город, идти оттуда к Чанселорсвиллу. Чтобы выполнить столь неожиданное распоряжение в точности, Седжвику пришлось бы опять переправляться на северный берег Раппаханнока, идти вдоль него до места старой переправы, наведенной Бернсайдом в декабре 1862 года, и затем снова переходить на южную сторону, словом, совершать множество лишних телодвижений. Разумеется, Седжвик, которого хотя и ругали за излишнюю методичность, не был таким педантом и буквоедом. Он попросту собрал свои части вместе, построил их в походный порядок и двинулся к месту назначения по правому берегу. Правда, туманная ночь и вражеские стрелки несколько замедлили его марш, и к нужной точке части 6-го корпуса вышли лишь к утру. Там к ним присоединилась дивизия Гиббона из 2-го армейского корпуса, ранее стоявшая в Фалмуте. Специальным приказом, направленным не с обычным курьером, а с командиром инженерной службы генералом Уорреном, Хукер отдал ее во временное подчинение Седжвику.
Войска конфедератов, противостоявшие этим объединенным федеральным силам, были незначительны. На высотах Мари, занятых ранее всей Северовирджинской армией, развернулись теперь всего 10 тысяч человек. Растянутые на некогда грозных позициях тонкой цепочкой, эти силы не представляли особой проблемы для обладавших двойным численным перевесом федералов. Фронтальная атака на любом из участков обороны должна была закончиться неизбежным прорывом.
Однако Седжвик был слишком методичным командиром, чтобы избрать столь простой образ действий. Он начал с тщательной рекогносцировки местности, хотя со времен Фредериксбергской битвы на ней уже не осталось неизвестных мест. Затем, когда поле предстоящего боя было тщательно изучено, Седжвик решил прощупать оборону неприятеля и выслал на высоты Мари два пехотных полка. Те, однако, не смогли продвинуться далеко: за каменной стеной расположился один из Миссисипских полков Берксдейла, и после короткой перепалки оба федеральных полка вернулись в город в весьма плачевном состоянии. Тогда в дело вступила дивизия Брукса, развернутая на левом фланге корпуса на дороге на Боулинг Грин. Несмело продвинувшись вперед, она открыла огонь по флангу Эрли, а артиллерия дивизии Хови, стоящая несколько правее, поддержала ее вялой канонадой.