W maju 1862, po ewakuacji Norfolk przez południowe siły podczas kampanii na Półwyspie, pomógł w budowie obronności Richmond na rzece James wokół
Drewry's Bluff. Krótko później dowodził swoją brygadą w bitwie pod Siedmioma Źdźbami i w bitwie pod wzgórzem Malvern. Po obronie Richmond, brygada Mahone'a została przydzielona z dywizji Hugera do dywizji Richarda H. Andersona i walczyła w kolejnej bitwie pod Second Bull Run, gdzie Mahone został postrzelony w klatkę piersiową podczas prowadzenia swojej brygady w ataku na Chinn Ridge. Mały wzrost i waga tylko 5 kg, był nazywany "Małym Billy". Jak powiedział jeden z jego żołnierzy: "Był żołnierzem na każdy centymetr, chociaż nie było go wiele". Otelia Mahone pracowała w Richmond jako pielęgniarka, kiedy gubernator Wirginii John Letcher wysłał wiadomość, że Mahone został ranny w Second Bull Run, ale otrzymał tylko "ranię cielesną". Mówi się, że odpowiedziała: "Teraz wiem, że to poważne, bo William nie ma żadnego ciała".