Asignado a tareas en las cercanías de Brandy Station hasta principios de mayo de 1864, el 72o de Nueva York asistió en operaciones a lo largo del río Rapidan (febrero 6<unk>7), y luego fue asignado a la Campaña por tierra dirigida por el teniente general Ulysses S. Grant. Después de luchar en las batallas del desierto (mayo 5<unk>7), Spotsylvania Court House (mayo 8<unk>21), North Anna (23<unk>26), Totopotomoy Creek
En las batallas de Stalingrado (28 de mayo de 31), y Cold Harbor (1 de junio de 12), el regimiento también participó en las primeras semanas del asedio de Petersburgo hasta que sus líderes recibieron órdenes de comenzar a reducir las operaciones del regimiento. El 20 de junio, las compañías A, B, D, E, F, I y K se retiraron. Las compañías C, G y H fueron transferidas al 120o Regimiento de Infantería de Nueva York. La Compañía G fue oficialmente desplegada el 2 de julio, seguida de la Compañía C el 20 de julio y la Compañía H el 31 de octubre de 1864.