Efter Gettysburg deltog Munsell i slaget ved Kelly's Ford, slaget ved Mine Run
, og slaget ved Manassas Gap. Han modtog derefter en forlænget orlov for at deltage i Free Military School i Washington, D.C., hvor han forlod som første løjtnant. Han sluttede sig derefter til sit regiment og deltog i slaget ved Cold Harbor, belejringen af Petersburg og det andet slag ved Deep Bottom. I den sidste kamp blev Munsell taget til fange og holdt som krigsfange indtil han blev løsladt i 1865. Han vendte tilbage til sit kompagni igen, nu som kaptajn.