Grupy Szarego Ptaka i Browna nie napotkały się w ciągu dnia, jednak zwiadowcy indiańscy wykryli żołnierzy na obozowisku w Birch Coulee. Santee zaplanowali atak na następny dzień sądząc, iż przebywa tam jedynie kawaleria, którą uda się łatwo zniszczyć.
Obóz w Birch Coulee był trudny do obrony. Przede wszystkim, otaczające parów zarośla umożliwiały skryte podejście ze wszystkich stron. Późnym wieczorem Szary Ptak wraz z wodzami Czerwone Nogi, Wielkim Orłem, Mankato przekroczył rzekę Minnesota i otoczył obóz. Rankiem 2 września, Santee rozpoczęli atak, raniąc co najmniej trzydziestu żołnierzy i zabijając większą część kawaleryjskich koni w ciągu kilku pierwszych minut. Najintensywniejsza część walk trwała około godziny, jednak oblężenie przeciągnęło się na długie godziny. Pułkownik Sibley usłyszał dźwięki walki w odległym o 16 mil Forcie Ridgley i wysłał na pomoc 240 ludzi pod dowództwem pułkownika McPhaila. Pułkownik McPhail sam został otoczony przez Santee i zawrócił po posiłki. Sibley przybył na pomoc z dodatkowymi żołnierzami i artylerią.