Если бы Джексон выступил в 4 утра, как он сказал Ли, и если бы он не выбрал, по предложению Фицхью, более длинный маршрут, который добавил два часа к его маршу, у него было бы больше дневного времени, чтобы встретиться с Ли. Это, конечно, избавило бы его от необходимости ехать впереди своих линий в темноте.

Для Ли это было "несчастьем первого порядка": Джексон был, безусловно, его лучшим генералом. Меньшая проблема заключалась в том, что Джексон, как обычно, никому не сообщил о своем плане. Собирался ли он утром продвинуться на север и отрезать армию Хукера от Форда Соединенных Штатов или перегруппировать свои разрозненные части и атаковать у Оранж-Пайк, а затем снова соединиться с Ли?

Сам Ли 2 мая провел серию мелких атак на центр Хукера, чтобы отвлечь его внимание вправо, и услышал "громогласный рев атаки Джексона" только в сумерках. Артиллерийский залп за залпом озарял ночное небо, а мушкетная стрельба была слышна до одиннадцати часов. Однако новостей с поля боя не поступало, и Ли в конце концов прилег отдохнуть на небольшой поляне. "Около 2:30 его разбудил Тейлор, разговаривавший с одним из сигнальщиков Джексона, капитаном Уилборном, который рассказал о необычном фланговом марше своего командира, закончившемся тем, что Джексон был ранен своими же людьми.

Ни у Уилборна, ни у Ли не было причин предполагать, что раны Джексона окажутся смертельными, но Уилборн позже писал, что Ли "громко застонал" от этой новости и "казалось, вот-вот разрыдается". Тем временем левое крыло его армии осталось без командующего, за исключением А. П. Хилла, с которым Джексон не поделился своими планами. Вскоре после этого Хилл был ранен, и командование принял Джеб Стюарт, который был генерал-майором на месте. В 3 часа ночи Ли написал Стюарту письмо, призывая его наступать "с максимальной энергией" и "лишить" противника Шанселорсвилля, "что позволит объединить всю армию".

Для Ли было очевидно, что "славная победа", одержанная Джексоном 2 мая, теперь находится на волоске. Хукер был сильно потрепан, но у него все еще было 76 000 человек против 43 000 у Ли; его центр и левый фланг были хорошо окопаны, и любая попытка выбить его оттуда должна была быть кровавой.

Рана Джексона продолжала беспокоить Ли. Он позвал Тревеллера, но как только тот сел на коня, появился Хотчкисс с очередным докладом. Ли терпеливо слушал, пока Хотчкисс не описал рану Джексона, и тогда Ли мягко заставил его замолчать: "Я знаю об этом все и не хочу больше слушать - это слишком болезненная тема". Ли было ясно, что ему и Стюарту придется пробиваться вперед, чтобы соединить два крыла армии. Если этого не сделать, то предыдущая победа Джексона станет бессмысленной. В этом Ли помогла еще одна ошибка Хукера, который отвел свои артиллерийские батареи с возвышенной поляны, с которой открывалось прекрасное поле для обстрела как с запада, так и с востока. Пехоте Конфедерации было бы трудно или даже невозможно взять ее, если бы Хукер решительно удерживал ее.

Теперь линия войск Союза представляла собой подкову вокруг Чанселлорсвилла и прямую линию, идущую от него к Раппаханноку. Около пяти тридцати утра следующего дня Ли и Стюарт одновременно атаковали обе стороны подковы, и это был один из самых тяжелых боев за всю войну. Ли оставался в гуще событий, хотя и не мог знать, что пушечное ядро конфедератов попало в колонну дома в Чанселорсвилле, к которой прислонился Хукер. Большая часть ядра "с силой" упала на голову Хукера, лишив его сознания. Хукер отказался от командования, вероятно, потому, что ему не нравился его второй командир, генерал-майор Коуч. Именно Коуч заявил, что Хукера "выпороли" еще до начала сражения. Возможно, поэтому к десяти часам утра он отвел свои артиллерийские батареи с Фэрвью-Хилл, фактически отказавшись от попыток удержать Чанселорсвилл, и тем самым обрек свою армию на паническое бегство к дальнему берегу Раппаханнока. Менее чем за пять часов обе стороны понесли потери, которые уступали только потерям при Антиетаме: более 17 000 союзников и более 13 000 конфедератов, но Ли достиг своей цели и выиграл то, что Фуллер назвал "идеальным сражением". Также в 10 часов утра две части армии Ли соединились в пределах видимости от таверны "Чанселорсвилл". Ли выехал вперед на "Тревеллере" под бурный прием, описанный майором Чарльзом Маршаллом, его военным секретарем:

Присутствие Ли стало сигналом к одному из тех неконтролируемых всплесков энтузиазма, которые не может оценить никто, кто не был их свидетелем. Ожесточенные солдаты с лицами, почерневшими от дыма сражения, раненые, ползущие на слабых конечностях от ярости пожирающего пламени, - все они, казалось, были одержимы общим порывом. Одно долгое, непрекращающееся ликование... поднялось над ревом битвы и возвестило о присутствии победоносного вождя. Он сидел в полном воплощении всего того, о чем мечтают воины, - триумфа; и, глядя на него в полном завершении успеха, который завоевали его гений, мужество и уверенность в своей армии, я подумал, что именно с такой сцены люди в древние времена возносились к славе богов.

Маршалл был уравновешенным человеком и юристом, но он боготворил Ли, как и миллионы других мужчин. Когда Ли скакал через кровавую бойню, седой мужчина на серой лошади, он казался идеальным героем.

Но армия Северной Вирджинии снова оказалась не в состоянии наступать и отрезать основную часть армии Хукера от Форда Соединенных Штатов. Возможно, Хукер был ошеломлен и унижен, но Ли потерял почти 25 процентов своих сил. Его победа заставляет вспомнить слова царя Пирра: "Еще одна такая победа, и мы будем уничтожены". Лонгстрит повторил эту мысль, когда вернулся в армию: он считал, что, перейдя в наступление вместо обороны, Ли нанес Конфедерации больше потерь, чем она могла надеяться восполнить. Сам Ли получил мало удовольствия от своей победы. Он продиктовал раненому Джексону следующие слова: "Если бы я мог управлять событиями, я бы выбрал для блага страны быть инвалидом вместо вас".

В это время Ли узнал о катастрофе конфедератов под Фредериксбургом, расположенным менее чем в десяти милях, где он оставил Джубала Ранно, приказав, что если Ранно будет атакован гораздо более сильными силами, то он должен отступить в сторону Ричмонда. Затем 2 мая Ранний получил устный приказ от одного из членов штаба Ли, который отправил его на поддержку Ли. После начала марша Ранний узнал, что Седжвик переправляется через Раппаханнок, чтобы взять Фредериксбург. Он немедленно отступил и в течение 3 мая вел отчаянную борьбу, чтобы не дать Седжвику