Buford cho rằng quân Liên minh sẽ hành binh về Gettysburg từ hướng Tây vào buổi sáng ngày 1 tháng 7 năm 1863, Tướng Buford tổ chức phòng ngự tại ba dải đất hẹp về phía Tây của thị trấn: đó là Dải Herr, Dải McPhersone, và Dải Seminary. Những dải đất này là địa hình thích hợp cho một cuộc cầm chân của Sư đoàn Kỵ binh yếu ớt của ông trước sức tấn công của lực lượng Bộ binh Liên minh hùng mạnh, có nghĩa là bỏ ra thời gian để chờ đợi sự tiếp viện của lực lượng Bộ binh Liên bang, để rồi quân Bộ binh Liên bang sẽ chiếm cứ các cứ điểm vững mạnh ở hướng Nam thị trấn tại đồi Cemetery, dải Cemetery, và đồi Culp. Buford hiểu rằng nếu như quân lực Liên minh mà chiếm lĩnh được các cao điểm này, quân lực của Meade sẽ phải chật vật trong việc đánh đuổi kẻ địch.[50]

Sư đoàn của Heth tiến lên cùng với hai Lữ đoàn, do các Chuẩn tướng James J. Archer và Joseph R. Davis. Bằng những đội hình hàng dọc, họ Đông tiến xuyên suốt Đường cái Chambersburg. Cách thị trấn này khoảng ba dặm về hướng Tây (5 cây số), vào lúc 7:30 giờ sáng, vào ngày 1 tháng 7, hai Lữ đoàn vấp phải sự kháng cự yếu ớt từ các chiến sĩ kỵ tiêu của đội Kỵ binh Liên bang, và thành lập trận tiền. Tương truyền, người lính Liên bang đầu tiên nổ súng mở màn trận đánh này là Trung tá Marcellus Jones.[51] Vào năm 1886, Trung tá Jones quay lại bãi chiến địa Gettysburg để dựng nên bia kỷ niệm tại chính nơi mà ông đã bắn lên tiếng súng đầu tiên của trận chiến Gettysburg.[52] Trận đánh kinh hoàng tại Gettysburg như thế là bất thình lình bùng nổ, cũng giống như trận Eylau đẫm máu vào năm 1807 buổi các cuộc chiến tranh của Napoléon ở châu Âu.[26] Cuối cùng, quân lính của Heth đã tiến sát đến các chiến sĩ rời rạc trong Lữ đoàn Kỵ binh miền Bắc dưới quyền của Đại tá William Gamble - người đã ra sức kháng trả mãnh liệt và tiến hành các chiến thuật đánh chận từ đằng sau các hàng rào phòng thủ bằng những làn đàn từ các khẩu súng cacbin nạp ở khóa nòng.[53] Thế mà, vào lúc 10:20 sáng, quân Liên minh đã đẩy quân Kỵ binh của Liên bang về hướng Nam cho tới dải McPherson, khi mà đội tiền binh của Quân đoàn I (dưới quyền Thiếu tướng John F. Reynolds) cuối cùng cũng đã kéo tới.[54]

Ở hướng Bắc của Đường cái Chambersburg, quân Liên minh do Davis chỉ huy gặt hái thắng lợi ban đầu khi giao chiến với Lữ đoàn của Chuẩn tướng Lysander Cutler, nhưng bị đập cho thất bại thảm hại trong một trạn giao chiến xung quanh nền của một nhánh đường sắt chia hoàn thiện ở cao điểm. Ở hướng Bắc của Đường cái, Lữ đoàn miền Nam của Archer tiến công xuyên qua đống gỗ Herbst (còn gọi là đống gỗ McPherson). Lữ đoàn Sắt (Iron Brigade) của quân Miền Bắc dưới quyền của Chuẩn tướng Solomon Meredith giành được chiến thắng mở đầu trong trận giao chiến với Archer, mang về chừng vài trăm tù binh và trong đó có cả Archer.[55]

Ngay từ những giờ phút đầu tiên của cuộc giao chiến, Tướng Reynolds trúng đạn và ngã xuống hy sinh khi ông đang chỉ đạo cho những người lính và đội Pháo binh lập các cứ điểm chỉ về hướng Đông của đống gỗ Herbst. Tác giả Shelby Foote ghi nhận rằng phe Liên bang miền Bắc đã mất đi một người được thừa nhận rộng rãi là "vị tướng xuất sắc nhất trong quân đội."[56] Thiếu tướng Abner Doubleday lên thay ông mà làm chỉ huy. Giao tranh trong khu vực đường cái Chambersburg kéo dài cho tới khoảng 12:30 giờ trưa. Trong khoảng 2:30 giờ chiều, hai bên lại đánh nhau tiếp ở đây, khi toàn bộ Sư đoàn Heth lao vào tác chiến (khi ấy các Lữ đoàn của Pettigrew và Đại tá John M. Brockenbrough cũng tham chiến luôn).[57]

Sau khi Lữ đoàn Bắc Carolina dưới quyền Pettigrew xông pha vào trận tuyến, họ đánh tạt sườn Trung đoàn Indiana số 19 và đánh lùi bước tiến công của Lữ đoàn Sắt. Trung đoàn Bắc Carolina số 26 - là Trung đoàn hùng hậu nhất trong quân đội miền Nam với 839 quân lính - bị tổn thất rất nặng nề, khiến cho họ chỉ còn có khoảng 212 binh sĩ để giao tranh trong ngày đầu. Cho đến cuối trận đánh ba ngày ở Gettysburg, họ chỉ còn mỗi 152 tàn binh - đây là tỷ lệ tổn thất cao nhất trong một trận đánh đối với bất kỳ một Trung đoàn nào của miền Bắc hoặc là miền Nam.[58] Lữ đoàn Sắt bị đánh lui một cách chậm chạp khỏi đống gỗ Herbst mà về dải Seminary. Hill ra lệnh cho Thiếu tướng William Dorsey Pender mang Sư đoàn của mình vào ứng chiến, và Quân đoàn I của phe Liên bang đã bị đánh đuổi về sân của Trường dòng thần học Luther và đường phố Gettysburg.[59]

Khi hai bên giao tranh tại hướng Tây, hai Sư đoàn của Quân đoàn thứ hai dưới quyền Ewell, đã Tây tiến về phía Cashtown theo đúng như quân lệnh của Lee mà theo đó quân đội miền Nam phải tập kết tại đó, rồi lại chuyển về hướng Nam trên các đoạn đường Carlisle và Harrisburg mà tiến về Gettysburg, trong khi Quân đoàn XI (do Thiếu tướng Oliver O. Howard chỉ huy) kéo ồ ạt về hướng Bắc trên dải Baltimore và đoạn đường Taneytown. Cho đến đầu chiếm ngày hôm ấy, tuyến quân Liên bang lan tràn theo hình bán nguyệt về hướng Tây, Bắc và Đông Bắc Gettysburg.[60]

Tuy nhiên, Quân đội Liên bang lại không có đầy đủ binh sĩ; Cutler, người được triển khai về hướng Bắc của dải Chambersburg Pike, đã để hở cánh phải của quân ông. Sư đoàn bên cực tảo của Quân đoàn XI chả thể nào triển khai để củng cố tuyến quân trong thời gian đó, thế rồi Doubleday đành phải tung các Lữ đoàn Dự bị vào để tuyến quân của ông có thể được vững chắc.[61]

Khoảng 2 giờ chiều ngày hôm ấy, các Sư đoàn thuộc Quân đoàn thứ hai của phe Liên minh hai Thiếu tướng Robert E. Rodes và Jubal Early cầm đầu đã công kích và đánh tạt sườn các cứ điểm của hai Quân đoàn I và XI của phe Liên bang ở hướng Bắc và cả hướng Tây Bắc của thị trấn. Các Lữ đoàn phe Liên minh của Đại tá Edward A. O'Neal và Chuẩn tướng Alfred Iverson bị hứng chịu tổn hại nặng nề khi công kích Sư đoàn của Chuẩn tướng John C. Robinson (thuộc Quân đoàn I) tại hướng Nam đồi Sồi (Oak Hill).

Khi phòng tuyến của quân miền Bắc đổ vỡ theo hướng Bắc và hướng Tây của thị trấn, Tướng Howard ra lệnh cho quân sĩ triệt thoái về cao điểm Cemetery Hill ở phía Nam thị trấn - nơi được gia cố bởi Sư đoàn của Tướng Adolph von Steinwehr.[62] Thiếu tướng Winfield S. Hancock được Meade phái đến sau khi hay tin Tướng Reynolds hy sinh, và nắm giữ quyền chỉ huy trận địa. Hancock, vị Tư lệnh của Quân đoàn II và cũng là bộ tướng được Meade tin dùng nhất, đã quyết định vai trò của Gettysburg như nơi chiến địa cho một trận đánh lớn sau khi nắm binh quyền.[63]

Ngày đầu tiên của trận đánh Gettysburg, với tầm hệ trọng hơn hẳn cho đơn thuần là sự mở màn cho hai ngày đẫm máu sau đó, đứng hàng 23 trong số những trận đánh lớn nhất của cuộc chiến dựa theo quân số tham chiến. Khoảng 1/4 quân lực của Meade (22 nghìn chiến sĩ) và một phần ba quân lực của Lee (27 nghìn sĩ tốt) đã giao tranh với nhau.[64]