O plano de Burnside era o de atravessar o rio Rappahannock, em Fredericksburg, em meados de novembro e seguir na direção de Richmond, a capital da Confederação, antes que o exército de Lee pudesse detê-lo. Infelizmente, os atrasos burocráticos impediram Burnside de receber a tempo as pontes flutuantes necessárias, e Lee deslocou seu exército para impedir a travessia. Quando o exército da União finalmente foi capaz de construir suas pontes e cruzar o rio sob o fogo cruzado, ocorreu o combate urbano nos dias 11 e 12 de dezembro. As tropas da União prepararam-se para atacar as posições defensivas confederadas ao sul da cidade e em um cume fortemente fortificado a oeste da cidade conhecido por Marye's Heights.

Em 13 de dezembro, a "grande divisão" do major-general William B. Franklin foi capaz de furar a linha defensiva do tenente-general confederado Stonewall Jackson ao sul, mas foi por fim repelida. Burnside ordenou que as grandes divisões dos majores-generais Edwin Vose Sumner e Joseph Hooker fizessem múltiplos ataques frontais contra a posição do tenente-general James Longstreet em Marye's Heights, sendo que todos eles foram repelidos com grandes perdas para a União. Em 15 de dezembro, Burnside retirou seu exército, pondo fim a mais uma campanha fracassada da União no Teatro oriental.