V Grantovi kampanji v Vicksburgu je Logan poveljeval 3. diviziji XVII korpusa Jamesa B. McPhersona, ki je prvi vstopil v mesto Vicksburg julija 1863 po njegovem zavzetju. Logan je bil nato vojaški guverner mesta. Novembra 1863 je nasledil Williama Tecumseha Shermana v poveljstvu XV korpusa; in v bitki pri Atlanti
(22. julija 1864) je po smrti Jamesa B. McPhersona čez dan prevzel poveljstvo nad vojsko Tennesseeja. Kmalu zatem ga je zamenjal Oliver O. Howard. Vrnil se je v Illinois za volitve leta 1864, vendar se je kasneje ponovno pridružil vojski in poveljeval svojemu XV korpusu v Shermanovi kampanji Carolinas.