Rankiem siły Unii liczyły około 40 000 żołnierzy, a armia konfederatów Beauregarda tylko 30 000. Beauregard nie wiedział o przybyciu armii Buella i dalej liczył na zwycięstwo. Obie strony przeprowadziły kilka ataków i kontrataków, które nie były w stanie przełamać linii przeciwnika. Beauregard w końcu zrozumiał, że nie może wygrać bitwy i zdając sobie sprawę z własnych strat, wycofał się z powrotem za Corinth. Po kilkudniowym pościgu konfederatów armia Granta wróciła na pozycje wyjściowe. Konfederaci kontynuowali odwrót aż do rozpoczęcia kolejnej ofensywy w sierpniu 1862.
Bitwa pod Shiloh była kolejnym zwycięstwem Granta nad konfederatami. Pomimo zaskoczenia, Grant wykazał zimną krew i zdołał utrzymać linię obrony pod silnym atakiem co najmniej równych liczebnie sił konfederatów. Jednakże bezpośrednio po bitwie działania Granta były mocno krytykowane i pojawiły się żądania jego dymisji. Prezydent Lincoln odrzucił je, wypowiadając sławne zdanie: „Nie mogę wyrzucić tego człowieka. On walczy.„