Pettus és a serege részt vett az 1864-es atlantai hadjáratban, harcolva a Kennesaw-hegy csataiban június 27-én,
Atlanta július 22-én, és Jonesborough augusztus 31-től szeptember 1-ig. December 17-től ideiglenesen vezetett egy hadosztályt a Tennessee-i hadseregben. Az 1865-es Carolinas-i hadjárat alatt Pettust Columbia, Dél-Karolina védelmére küldték, és a Bentonville-i csatában harcolt a 19-21 március között. Pettus megsebesült ebben a harcban, a jobb lábát találták el a csata első napján. Május 2-án szabadon engedték Salisbury-ben, Észak-Karolinában, és négy hónappal azután, hogy a Konföderáció megadta magát, Pettust megbocsátotta az Egyesült Államok elnöke, Andrew Johnson október 20-án.