El 1 de mayo, el regimiento luchó en la Batalla de Port Gibson.
, donde él y el 3er Regimiento de Infantería de Missouri cargaron la línea de la Unión en un intento de girar el flanco expuesto del enemigo. Sin embargo, los dos regimientos no alcanzaron la línea de la Unión en el flanco, y en su lugar atacaron un área con mayor apoyo. Después de fuertes combates, los dos regimientos se vieron obligados a retirarse. El 16 de mayo, el regimiento se unió a un gran asalto en la Batalla de Champion Hill. La carga confederada en Champion Hill capturó dos características importantes del campo de batalla, pero los refuerzos de la Unión y la falta de municiones obligaron a los hombres a retirarse. Después de ser derrotado en la Batalla del Puente del Río Negro el 17 de mayo, el regimiento entró en las defensas de Vicksburg, Mississippi. Durante el asedio de Vicksburg, el regimiento ayudó a repeler los ataques de la Unión el 19 y 22 de mayo. El 25 de junio y el 1 de julio, el regimiento se opuso a los intentos de la Unión de romper las líneas confederadas detonando pólvora negra debajo de las obras defensivas confederadas. La guarnición confederada de Vicksburg se rindió el 4 de julio, y los hombres de la 5a Infantería de Missouri fueron puestos en libertad condicional. Después de ser intercambiado, la 5ta Infantería de Missouri se combinó con la 3ra Infantería de Missouri para formar el 3er y 5to Regimiento de Infantería de Missouri (Consolidado); la 5ta Infantería de Missouri dejó de existir como una unidad separada.