13 декабря Потомакская армия не спешила начать боевые действия, но затем и вовсе была вынуждена остановиться, столкнувшись с решительным сопротивлением противника.Первая ночь армии северян во Фредериксберге прошла в полном беспорядке. Группы солдат врывались в дома и магазины либо в поисках спрятавшихся там конфедератов, либо с целью грабежа. Бернсайд отдал несколько приказов, запрещавших мародерство, но вряд ли стоило надеяться, что солдаты армии северян разместятся холодной зимней ночью на улицах, в то время как в городе осталось множество брошенных домов.На следующий день, 12 декабря, обстановка была относительно спокойной. Конфедераты отступили к высотам западнее города и закрепились на новых позициях, в то время как северяне заканчивали переброску своих войск через реку. К полудню форсирование реки было завершено на всех переправах. Но в самом городе тем временем ситуация ухудшилась. Мародеры захватывали в домах все ценное, после чего солдаты, чтобы согреться, стали разжигать внутри зданий костры из мебели. Ночью ситуация с кострами стала выходить из-под контроля, и к следующему утру город был сожжен дотла.
В то время как город полыхал, командующие армией северян собрались в штаб-квартире, чтобы обсудить планы наступления на следующий день. Бернсайд в общих чертах обрисовал вариант, который предусматривал сначала наступление частей Франклина, кото-рый. двигаясь от южной переправы, должен был прорвать оборону Джексона к югу от Дип-Рана. Затем ему надлежало повернуть на север и атаковать во фланг позиции Лонгстрита на высотах Мери. На севере Самнер должен был поддержать Франклина, постепенно смещаясь на юг от Дип-Рана и ждать приказа Бернсайда, чтобы перейти из Фредериксберга в лобовую атаку на высоты Мери.
В течение ночи с 12 на 13 декабря густой туман опустился на поле боя. Видимость ограничивалась примерно 230 метрами и, таким образом, обе армии могли действовать относительно скрытно друг от друга. Армия северян начала выдвигаться на исходные позиции примерно в 05:00, и к 08:00 все войска были на своих местах.Письменные приказы Бернсайда, имевшие довольно двусмысленные формулировки, несколько запоздали. Франклин первоначально считал, что должен подождать, пока туман рассеется. Путаница царила до 08:30, и к этому времени элемент внезапности был в значительной степени утерян. Солдаты Франклина первыми перешли в наступление, пока еще скрытые от противника густым туманом. Руководить атакой было поручено командиру 3-й дивизии генерал-майору Джорджу Миду.
Как только туман рассеялся, солдаты Мида оказались под огнем затаившихся стрелков северян, в то время как с основных позиций конфедератов открыли огонь батареи Джексона и Стюарта. Северяне очень медленно двигались к железнодорожным путям, сильно страдая от плотного огня стрелков и артиллерии южан. Наибольшего успеха добилась
небольшая батарея конной артиллерии южан под командованием молодого майора Джона Пелхэма. Пелхэм держал свою батарею на склоне в густом тумане, меняя положение каждые несколько минут и подавляя огонь контр-батарей северян. В ряде случаев он подводил свои пушки на 400 метров к позициям северян, обрушивая смертоносный точный огонь на наступающие войска противника. Около 11:00 солдаты Мида бьии вынуждены укрыться в зданиях фермы, чтобы дождаться, ковда артиллерия северян наконец заставит замолчать пушки южан.
Тем временем на севере Самнер с тревогой ждал новостей о наступлении Франклина. Он понимал, что успех его собственной атаки зависит от того, прорвутся солдаты Франклина или нет. В связи с этим, когда наступление Франклина застопорилось, Самнер также решил подождать. Лишь в 11:00 Бернсайд приказал ему перейти в самостоятельное наступление.Никто в армии северян так и не смог точно определить, насколько хорошо защищены высоты Мери — до тех пор, пока не стало слишком поздно. Многие оборонительные сооружения были хорошо укрыты от глаз противника. Бернсайд свято верил в свое численное превосходство, не понимая, что на стороне обороняющихся войск, даже и уступающих в
численности на каком-либо отдельном участке, были анфиладный огонь, полевые укрепления и находившиеся поблизости наготове резервы. Атака северян была опрометчивой с самого начала, а по ходу развития событий она превратилась в настоящее безумие.Войска Самнера не могли также нормально развернуться, поскольку ожидали приказа о наступлении на улицах Фредериксберга. С первыми лучами солнца артиллерия южан открыла огонь по городу, ориентируясь в условиях тумана на цели, которые были определены накануне. Плотным рядам северян не оставалось иного выбора, кроме как перейти в наступление.
Дивизия бригадного генерала Уильяма X. Френча (3-я дивизия II корпуса) должна была первой атаковать каменную стену, удерживаемую солдатами Кобба из Джорджии и 24-м Северо-Каролинским полком. Дивизия Хенкока (1-я дивизия
II корпуса) следовала за ней, готовая атаковать. Ховард поддержал правый фланг Френча, солдаты Гетги и Стар-жиса — левый. Солдаты Френча должны были атаковать волнами: бригада Кимбла, затем Эндрюс и Палмер.Удерживающего высоты Мери Кобба поддерживали девять пушек из состава Луизианской артиллерии — закаленного в боях подразделения. Части Кука развернулись сзади, чтобы иметь возможность поддержать войска Кобба. Когда дивизия Френча перешла в наступление, южане поднялись и открыли шквальный огонь по наступающим северянам с расстояния менее 200 метров.
После первого залпа войска Кимбла дрогнули. Следующий залп окончательно подорвал их решимость. Их место заняли солдаты Эндрюса, но лишь для того, чтобы в свою очередь оказаться под сильным огнем противника. Бригаду Палмера ждала та же судьба. Снова и снова южане пробивали бреши в порядках северян, которые смешались, перестроились, а затем смешались снова. Непрерывные залпы заставили выживших северян отойти назад к безопасной низине. Когда последние оставшиеся в живых северяне после атаки Френча отошли назад к позициям своих войск, огонь артиллерии юнионистов обрушился на позиции южан. Воодушевленные этим солдаты Хенкока двинулись вперед. Однако огонь не причинил особых потерь конфедератам, хотя в ходе него и было убито (скорее всего случайно) несколько старших офицеров. Осколок шрапнели попал в голову генералу Томасу Коббу, смертельно ранив его. Командование принял генерал Кук, но он был в свою очередь тяжело ранен. Затем команду принял генерал Кершоу, которому посчастливилось остаться невредимым.
Следующей высоты Мери атаковала дивизия Хенкока. Жалкие остатки дивизии Френча были полностью деморализованы и не могли оказать поддержки второй волне атакующих. В это время южане поняли, в каком направлении противник наносил главный удар, позиции конфедератов были усилены войсками и теперь составляли в глубину три шеренги. Бригады на передовой сменялись и затем переформировывались.Когда артиллерия северян перенесла свой огонь на новые цели, солдаты Хенкока поднялись и двинулись вперед. 3-я бригада полковника Семуэля Зука шла первой, за ней наступали Ирландская бригада Мигера (2-я бригада) и 1-я бригада Колдуэлла. Южане не открывали огонь, пока северяне не приблизились к ним, а затем обрушили на атакующих ураганный огонь. Подразделение Зука было рассеяно прежде, чем ему удалось добраться до каменной стены.Возможно, из всех войск северян больше всего шансов прорвать оборону южан было у второго эшелона Хенкока, который возглавляла Ирландская бригада. Увидев, что солдаты Зука терпят поражение, ирландцы устремились вперед плотными рядами, как на параде, с веточками самшита на кепи, напоминавшими традиционные трилистники, которые должны были указывать на их национальную принадлежность. В центре наступал 28-й Массачусетский полк со своим зеленым полковым штандартом с девизом Faugh а Ballagh («Ясный Путь»),
Подойдя к холму, они развернулись для атаки в линию в две шеренги глубиной. Неожиданно солдаты Кобба поднялись и дали залп, когда противник находился примерно в 150 метрах от стены. Атакующие на мгновение заколебались, но быстро восстановили порядок Солдатам Ирландской бригады удалось приблизиться на 70 метров к стене, когда плотный огонь начал косить их ряды. Когда наступавшие достигли деревянного забора, новый залп вновь чуть было не остановил их. Солдаты Ирландской бригады отчаянно пытались сохранить наступательный порыв. Их усилия были настолько впечатляющими, что сами южане громкими возгласами приветствовали своих храбрых врагов.Примерно в 40 метрах от каменной стены ирландцы все же были остановлены. Оставшиеся в живых солдаты-юнионисты дали единственный залп из ружей, который оказался совершенно безобидным для конфедератов, укрывшихся за стеной. После этого ирландцы начали отступать небольшими группами. В сумерках оставшиеся в живых солдаты смогли добраться до расположений северян. Из почти 1200 солдат, 545 были ранены, убиты или пропали без вести. При этом 69-й Нью-Йоркский полк потерял почти половину личного состава.
Теперь атаковали солдаты Колдуэлла, которые были отброшены картечью и огнем из стрелкового оружия. Они разделили судьбу других частей дивизии Хенкока и, как и остальные, отступили, чтобы присоединиться к деморализованным войскам Френча. В то время как сражение на севере постепенно превращалось в бойню, на юге войска Бернсайда вновь перешли в наступление. В 13:00 части Мида заняли железнодорожную насыпь и начали приближаться к низким склонам холмов. Они атаковали позиции конфедератов, ударив по участкам, удерживаемым Лейном, Греггом и Арчером. К 13:30 генерал конфедератов «Каменная стена» Джексон осознал уровень угрозы своим позициям. Он приказал подтянуть подкрепления, намереваясь оттеснить Мида.Генерал Рейнолдс, командир I корпуса, погнал своих подчиненных вперед, чтобы не дать конфедератам возможности блокировать части Мида. Как бы то ни было, солдаты северян действовали без особого энтузиазма. Противник занимал высоты, линию железной дороги и перелесок перед позициями Мида. Он не мог видеть противника, совершающего опасный маневр.
Удача сопутствовала Миду, когда его солдаты атаковали позиции южан. Вышедшие из леса северяне неожиданно обрушились на Каролинский полк Грегга. Одна за другой волны северян расширили прорыв. Генерал Грегг
принял атакующих его северян за солдат Конфедерации, отступающих с передовых позиций, он лично отправился им навстречу, приказав своим войскам поддержать тех огнем. Прежде чем генерал понял свою ошибку, под ним была убита лошадь, а сам он получил смертельное ранение. После гибели своего командира солдаты Южно-Каролинского полка уже были готовы оставить свои позиции. Северяне почувствовали, что победа близка, и огласили поле боя радостными криками, но в этот момент солдаты Хоука бросились навстречу наступавшим пенсильванцам. Разгорелась ожесточенная рукопашная. Северянам надо было выиграть время и дождаться подхода подкреплений, а южане всеми силами старались ликвидировать прорыв. В этот момент решалась судьба всего сражения.