Σε αυτό το σημείο της πολιορκίας, ο στρατός του Λι είχε ενισχύσει τη γραμμή της Πετρούπολης. Έσκαψαν προμαχώνες από λάκκους τουφεκιών. Τη νύχτα, με αξίνες και φτυάρια, μετέτρεψαν στη συνέχεια τα προπύργια σε χαρακώματα βάθους 1,8 μέτρων. Αιχμηροί πάσσαλοι στραμμένοι προς τα έξω είχαν σκοπό να διασπάσουν τυχόν μετωπικές επιθέσεις. Η περιοχή μεταξύ των δύο γραμμών γινόταν no man's land. Το καλοκαίρι εκείνης της χρονιάς ήταν ζεστό και ξηρό. Τα ρυάκια και οι πηγές στέρεψαν γρήγορα προκαλώντας έλλειψη νερού και στις δύο πλευρές. Η πολιορκία γρήγορα κατέληξε σε αδιέξοδο.
Σε ένα τμήμα της ενωσιακής γραμμής που απείχε μόλις 150 μέτρα από τη γραμμή της Συνομοσπονδίας, το 48ο σύνταγμα της Πενσυλβάνια είχε οχυρωθεί. Βρίσκονταν κάτω από την κορυφή μιας κορυφογραμμής και ένα μέρος των γραμμών τους δεν μπορούσε να φανεί από τους Συνομοσπονδιακούς, καθώς εμποδίζονταν από το έδαφος. Το 48ο σύνταγμα της Πενσυλβάνια αποτελούνταν από ανθρακωρύχους ανθρακίτη. Ο διοικητής τους άκουσε τους άνδρες του να σημειώνουν: "Θα μπορούσαμε να ανατινάξουμε αυτό το καταραμένο οχυρό αν μπορούσαμε να ανοίξουμε ένα φρεάτιο ορυχείου από κάτω του!". Πέρασε την ιδέα στον Μπερνσάιντ, ο οποίος συμφώνησε με την ιδέα και το σκάψιμο ξεκίνησε στις 25 Ιουνίου. Οι ομόσπονδοι στην κορυφογραμμή άρχισαν να ακούνε τους ήχους από αξίνες και φτυάρια από κάτω τους. Έσκαψαν αρκετά φρεάτια ακρόασης. Όταν όμως οι ήχοι του σκάψιμο σταμάτησαν στις 23 Ιουλίου, σταμάτησαν να ψάχνουν και απέρριψαν κάθε κίνδυνο από την εξόρυξη. Το απόγευμα της 28ης Ιουλίου τα εκρηκτικά ήταν έτοιμα. Η Τέταρτη Μεραρχία του Burnside, συμπεριλαμβανομένων εννέα συνταγμάτων αφροαμερικανών στρατευμάτων, εκπαιδεύτηκε να παρακάμπτει τον κρατήρα που θα προκαλούσε η έκρηξη και να επιτίθεται αμέσως μετά την έκρηξη. Επρόκειτο για φρέσκα στρατεύματα και το ηθικό τους ήταν υψηλό. Την τελευταία στιγμή, το σχέδιο του Μπερνσάιντ άλλαξε ο διοικητής του στρατηγός Μιντ για να στείλει λευκά στρατεύματα. Ο Meade δήλωσε ότι δεν ήθελε να είναι υπεύθυνος για τη "σφαγή" των έγχρωμων στρατευμάτων.
Λίγο πριν από τις 5:00 π.μ. η έκρηξη ανατίναξε μια πυροβολαρχία της Συνομοσπονδίας και το μεγαλύτερο μέρος ενός συντάγματος πεζικού. Από την έκρηξη σκοτώθηκαν ακαριαία τουλάχιστον 278 Συνομοσπονδιακοί. Ο κρατήρας που προκλήθηκε από την έκρηξη είχε μήκος πάνω από 52 μέτρα (170 πόδια), πλάτος 18 μέτρα (60 πόδια) και βάθος 9,1 μέτρα (30 πόδια). Μετά την έκρηξη, τα ανεκπαίδευτα στρατεύματα της Ένωσης άργησαν να εγκαταλείψουν τα χαρακώματά τους. Αντί να αποφύγουν τον κρατήρα, έπεσαν κατευθείαν πάνω του. Τα τοιχώματα του κρατήρα αποκάλυψαν κόκκινο πηλό που τα έκανε πολύ ολισθηρά για να βγουν. Οι Συνομοσπονδιακοί συνήλθαν γρήγορα και άρχισαν να πυροβολούν κατευθείαν τα στρατεύματα της Ένωσης που ήταν απροστάτευτα. Για να προσπαθήσει να σώσει την κατάσταση, μετά από τέσσερις ώρες μάχης ο Μπερνσάιντ διέταξε τα μαύρα στρατεύματα να επιτεθούν. Σε αυτό το σημείο δεν μπορούσαν παρά να ακολουθήσουν τους λευκούς στρατιώτες μέσα στον κρατήρα. Έπρεπε να περάσουν με το ζόρι τους νεκρούς, τραυματίες και αποθαρρυμένους λευκούς στρατιώτες για να μπουν στη μάχη. Καθώς όλο και περισσότεροι Συνομοσπονδιακοί εντάχθηκαν, δημιούργησαν τρομερά διασταυρούμενα πυρά μέσα στον κρατήρα. Βλήματα όλμων έπεφταν πάνω στα στρατεύματα της Ένωσης και τα κανόνια των Συνομοσπονδιακών κυλούσαν μέχρι την άκρη και έριχναν βλήματα με κάνιστρα κατά των στρατιωτών που είχαν παγιδευτεί στον κρατήρα. Η κατάσταση μετατράπηκε γρήγορα από μονόπλευρη μάχη σε φυλετική εξέγερση. Καθώς οι στρατιώτες της Ένωσης παραδίδονταν, οι μαύροι στρατιώτες δεν είχαν κανένα περιθώριο. Όσοι αφέθηκαν να παραδοθούν, δολοφονήθηκαν από τα στρατεύματα της Συνομοσπονδίας καθώς πορεύονταν προς τα πίσω. Ορισμένοι Συνομόσπονδοι εξέφρασαν αργότερα τη λύπη τους που δεν μπόρεσαν να τους σκοτώσουν αρκετά γρήγορα, καθώς λίγοι μαύροι στρατιώτες κατάφεραν να φτάσουν ζωντανοί στα μετόπισθεν.
Οι μάχες συνεχίστηκαν για οκτώμισι ώρες. Το ΙΧ Σώμα του Burnside υπέστη 3.800 απώλειες. Ο στρατός του Λι έχασε περίπου 1.500 νεκρούς, τραυματίες ή αγνοούμενους. Αλλά τα μαύρα στρατεύματα έχασαν 1.327 άνδρες, από τους οποίους οι 450 παραδόθηκαν. Οι περισσότεροι από αυτούς δολοφονήθηκαν από στρατιώτες της Συνομοσπονδίας καθώς πορεύονταν προς τα πίσω υπό φρούρηση. Η αποτυχία και ο τρόμος για όσα συνέβησαν στη μάχη του Κρατήρα προκάλεσαν την απαλλαγή του Μπερνσάιντ από τη διοίκηση. Τέθηκε σε επ' αόριστον άδεια απουσίας χωρίς εντολή να επιστρέψει στο καθήκον. Αυτό ουσιαστικά έβαλε τέλος στη στρατιωτική του καριέρα. Παραιτήθηκε από τον στρατό λιγότερο από εννέα μήνες αργότερα, στις 15 Απριλίου 1865.