Op dit punt in het beleg had Lee's leger de linie van Petersburg versterkt. Ze groeven borstweringen van geweerkuilen. s Nachts maakten ze met houwelen en schoppen van de borstweringen loopgraven van 1,8 m diep. Naar buiten gedraaide palen moesten eventuele frontale aanvallen afbreken. Het gebied tussen de twee linies werd een niemandsland. De zomer van dat jaar was heet en droog. Stromen en bronnen droogden snel op, waardoor aan beide zijden een watertekort ontstond. Het beleg werd snel een patstelling.
Op een deel van de Unie-linie dat slechts 150 meter van de geconfedereerde linie lag, was het 48ste regiment Pennsylvania ingegraven. Ze bevonden zich onder de top van een heuvelrug en een deel van hun linies kon niet gezien worden door de Geconfedereerden, geblokkeerd door het terrein. Het 48ste regiment Pennsylvania bestond uit antracietkolenmijnwerkers. Hun commandant hoorde zijn mannen opmerken: "We kunnen dat verdomde fort opblazen als we er een mijnschacht onderdoor kunnen laten lopen!". Hij gaf het idee door aan Burnside, die ermee instemde en het graven begon op 25 juni. Geconfedereerden op de heuvelrug begonnen het geluid van pikhouwelen en schoppen onder zich te horen. Ze groeven verschillende luisterschachten. Maar toen de graafgeluiden op 23 juli ophielden, stopten ze met zoeken en wezen ze elk gevaar van de mijnbouw af. Tegen de middag van 28 juli waren de explosieven klaar. Burnside's Vierde Divisie, waaronder negen regimenten Afro-Amerikaanse troepen werden getraind om de krater die de explosie zou veroorzaken te omzeilen en onmiddellijk na de explosie aan te vallen. Dit waren verse troepen en hun moreel was hoog. Op het laatste moment werd Burnside's plan door zijn bevelhebber generaal Meade gewijzigd om blanke troepen te sturen. Meade zei dat hij niet verantwoordelijk wilde zijn voor de "slachting" van gekleurde troepen.
Even voor 5.00 uur blies de explosie een batterij Confederale artillerie en het grootste deel van een infanterieregiment op. De explosie doodde minstens 278 Confederaties op slag. De krater veroorzaakt door de explosie was meer dan 52 meter lang, 18 meter breed en 9,1 meter diep. Na de explosie waren de ongetrainde troepen van de Unie traag om hun loopgraven te verlaten. In plaats van de krater te vermijden, liepen ze er recht in. De wanden van de krater legden rode klei bloot, waardoor ze te glad waren om eruit te klimmen. De Geconfedereerden herstelden zich snel en begonnen direct op de onbeschermde Unietroepen te schieten. Om te proberen de situatie te redden, gaf Burnside na vier uur vechten de zwarte troepen het bevel om aan te vallen. Op dat moment konden ze alleen de blanke soldaten volgen tot in de krater. Ze moesten zich een weg banen langs de dode, gewonde en gedemoraliseerde blanke troepen om zich in het gevecht te mengen. Toen meer geconfedereerden zich aansloten, zorgden zij voor een enorm kruisvuur in de krater. Mortiergranaten werden op de troepen van de Unie gedropt en de confederale kanonnen werden tot aan de rand opgerold en vuurden kanonschoten af op de soldaten die in de krater vastzaten. De situatie veranderde snel van een eenzijdige strijd in een rassenrel. Terwijl Unie-soldaten zich overgaven, kregen zwarte soldaten geen genade. Degenen die zich mochten overgeven, werden vermoord door Confederale troepen terwijl ze naar achteren werden gemarcheerd. Sommige geconfedereerden betuigden later spijt dat ze hen niet snel genoeg konden doden, want enkele zwarte troepen haalden de achterhoede levend.
De gevechten duurden acht en een half uur. Burnside's IX-korps leed 3.800 slachtoffers. Lee's leger verloor ongeveer 1.500 doden, gewonden en vermisten. Maar de zwarte troepen verloren 1.327 man, waarvan er 450 zich overgaven. De meesten van hen werden vermoord door confederale soldaten terwijl ze onder bewaking naar de achterhoede werden gemarcheerd. De mislukking en afschuw over wat er gebeurde bij de Slag bij de Krater zorgden ervoor dat Burnside van zijn commando werd ontheven. Hij werd voor onbepaalde tijd met verlof gestuurd, zonder orders om terug te keren. Dit betekende het einde van zijn carrière in het leger. Hij nam nog geen negen maanden later, op 15 april 1865, ontslag uit het leger.