Williamson se zotavil včas, aby se mohl zúčastnit kampaně Vicksburg a následného obléhání Vicksburgu. Po pádu města převzal velení 3. brigády, 1. divize, XV sboru až do září 1863, poté velel 2. brigádě, 1. divizi, XV sboru v bitvě u Chattanooga. Williamsonova divize, velená Peterem J. Osterhausem, byla dočasně přidělena k silám pod vedením Josepha Hookera a zúčastnila se bitvy u Lookout Mountain
- Ne, ne. Divize byla vrácena armádě Tennessee a Williamson vedl 2. brigádu během Atlanta kampaně. V bitvě u Jonesborough byl zraněn v ruce. Dne 19. prosince 1864 získal povýšení na brigádního generála amerických dobrovolníků, 13. ledna 1865 plné povýšení na brigádního generála a 13. března 1865 povýšení na generálního majora dobrovolníků. Během léta 1865 krátce velel okresu St. Louis a 24. srpna 1865 byl odvolán z dobrovolnické služby, ale byl na inspekčním turné armádních stanovišť na Západě a nezjistil to, dokud se nevrátil v říjnu 1865.