V tejto fáze obliehania Leeho armáda posilnila petrohradskú líniu. Z puškových jám vykopali predmostie. V noci potom pomocou krompáča a lopaty premenili predmostie na zákopy hlboké 6 stôp (1,8 m). Špicaté koly otočené smerom von boli určené na rozbitie akýchkoľvek frontálnych útokov. Oblasť medzi oboma líniami sa stala územím nikoho. Tohoročné leto bolo horúce a suché. Potoky a pramene rýchlo vysychali, čo spôsobovalo nedostatok vody na oboch stranách. Obliehanie sa rýchlo dostávalo do patovej situácie.
V časti línie Únie, ktorá bola od línie Konfederácie vzdialená len 150 metrov, sa zakopal 48. pensylvánsky pluk. Nachádzali sa pod vrcholom hrebeňa a časť ich línie nemohli konfederáti vidieť, blokoval ich terén. Pluk 48. pensylvánskeho pluku tvorili baníci ťažiaci antracitové uhlie. Ich veliteľ počul, ako jeho muži poznamenali: "Mohli by sme tú prekliatu pevnosť vyhodiť do vzduchu, keby sme pod ňou mohli spustiť banskú šachtu!" Túto myšlienku odovzdal Burnsideovi, ktorý s ňou súhlasil a 25. júna sa začalo kopať. Konfederanti na hrebeni začali pod sebou počuť zvuky krompáčov a lopat. Vykopali niekoľko počúvacích šácht. Keď však 23. júla zvuky kopania prestali, prestali hľadať a akékoľvek nebezpečenstvo z ťažby zavrhli. Do popoludnia 28. júla boli výbušniny pripravené. Burnsideova štvrtá divízia vrátane deviatich plukov afroamerických vojakov bola vycvičená tak, aby obišla kráter, ktorý výbuch spôsobí, a zaútočila hneď po výbuchu. Boli to čerstvé jednotky a ich morálka bola vysoká. V poslednej chvíli Burnsideov plán zmenil jeho veliteľ generál Meade a poslal do útoku biele jednotky. Meade povedal, že nechce byť zodpovedný za "masaker" farebných vojakov.
Krátko pred piatou hodinou ráno výbuch vyhodil do vzduchu konfederačnú delostreleckú batériu a väčšinu pešieho pluku. Výbuch okamžite zabil najmenej 278 konfederátov. Kráter, ktorý výbuch spôsobil, bol viac ako 170 stôp (52 m) dlhý, 60 stôp (18 m) široký a 30 stôp (9,1 m) hlboký. Po výbuchu nevycvičení vojaci Únie pomaly opúšťali svoje zákopy. Namiesto toho, aby sa kráteru vyhli, vbehli priamo do neho. Steny krátera obnažili červenú hlinu, takže boli príliš klzké na to, aby sa z nich dalo vyliezť. Konfederanti sa rýchlo spamätali a začali strieľať priamo na nechránených vojakov Únie. V snahe zachrániť situáciu Burnside po štyroch hodinách bojov nariadil čiernym jednotkám zaútočiť. V tomto momente mohli nasledovať len bielych vojakov do krátera. Museli sa pretlačiť okolo mŕtvych, zranených a demoralizovaných bielych vojakov, aby sa dostali do boja. Keď sa k nim pridali ďalší konfederáti, založili do krátera obrovskú krížovú paľbu. Na vojakov Únie padali mínometné granáty a konfederačné delá sa prirútili k okraju a strieľali kanistrovou paľbou na vojakov uviaznutých v kráteri. Situácia sa rýchlo zmenila z jednostrannej bitky na rasovú vzburu. Keď sa vojaci Únie vzdávali, čierni vojaci nedostali žiadnu štvrťhodinu. Tých, ktorým bolo umožnené vzdať sa, zavraždili vojaci Konfederácie, keď ich odviedli do tyla. Niektorí konfederáti neskôr vyjadrili ľútosť, že ich nedokázali zabiť dostatočne rýchlo, pretože niekoľko černošských vojakov sa dostalo do tyla živých.
Boje trvali osem a pol hodiny. Burnsidov IX. zbor utrpel 3 800 obetí. Leeho armáda stratila približne 1 500 zabitých, zranených alebo nezvestných. Čierne jednotky však stratili 1 327 mužov, z ktorých 450 sa vzdalo. Väčšinu z nich zavraždili vojaci Konfederácie, keď ich pod ochranou odviedli do tyla. Neúspech a zdesenie z toho, čo sa stalo v bitke pri Kráteri, spôsobili, že Burnside bol zbavený velenia. Dostal dovolenku na dobu neurčitú bez rozkazu vrátiť sa do služby. Tým sa fakticky skončila jeho armádna kariéra. Z armády odstúpil o necelých deväť mesiacov neskôr, 15. apríla 1865.