約克鎮位於約克河河口地帶南岸的一個突出部位上，它的東麵是切薩皮克灣，西麵距威廉斯堡不遠。為了加強該城的防務，康沃利斯突擊修築了一大批棱形堡和炮兵陣地，把所有兵力５０００餘人全部集中起來，配置在城內外的防禦工事之中，並在城防工事的外圍修築了縱橫交錯的壕溝和密集的鹿砦，真可謂關隘險要，固若金湯。但此時，他們所麵臨的對手已經今非昔比。為了打好這一仗，美法聯軍做了精心的準備，共集中了１．８萬多名戰鬥人員和數百門火炮，海麵還有一支龐大的法軍艦隊日夜遊弋，隨時可以提供強大的火力支援，聯軍的攻堅力量已經達到了相當高的水平。
華盛頓看圍殲約克鎮之敵時機成熟，為了防止英艦援軍到來，他決定馬上作戰。
９月１７～１８日，華盛頓與法軍主要將領羅尚博、德格拉塞等人舉行軍事會議，製定聯合作戰計劃。經過充分的討論和協商，會議最後決定：由美軍組成戰線的右翼，法軍組成左翼，於９月２８日清晨向約克鎮進發。
隨後，聯軍指揮機構又製定了具體的作戰方案。鑒於約克鎮地域狹小、敵人兵力密集等具體情況，羅尚博建議：此次戰役應充分發揮聯軍炮火力量強大這一優勢，用猛烈炮火重創恫嚇敵軍，以迫其投降。這一建議得到了采納。根據最後確定的作戰方案，整個戰役大致分為兩個階段進行。第一步是挖掘一道平行塹壕。這道塹壕長約２英裏，入口處要設在敵人炮火射程之外，以便部隊能安全進入。當塹壕挖到預定位置後，便修建潛伏的炮兵陣地，聯軍炮兵從這裏猛烈轟擊，直至摧毀敵人的要塞和炮兵陣地為止。此後，戰役轉入第二階段：挖掘第二道平行塹壕。這道塹壕應直抵敵人防線，在這裏設置炮位，以使敵人的營地完全暴露在聯軍的火力範圍之內。羅尚博認為：如不發生意外，憑借聯軍炮火的力量足以摧毀英軍的戰鬥力，使其繳械投降，否則便予以痛殲。
９月２８日清晨，美法聯軍從四麵開始向約克鎮進逼，包圍圈日益縮小。在聯軍的強大壓力下，康沃利斯被迫放棄了城市外圍的陣地，把軍隊全部撤入城內。到１０月１日，聯軍已經完成了包圍，對英軍形成了關門打狗之勢。
１０月６日夜晚，聯軍開始挖掘第一道平行塹壕。在林肯將軍的親自指揮下，廣大聯軍將士夜以繼日地工作。結果隻用了３天時間，第一道平行塹壕和３個炮兵陣地就全部竣工了。
１０月９日下午５點鍾，華盛頓作為總司令被邀請去點燃總攻擊的第一炮。那是一門新型的法式大炮，黃銅色的炮身被擦得鋥明瓦亮，一塵不染，長長的炮筒上還掛著五顏六色的美麗彩帶。華盛頓饒有興趣地把導火線引入炮膛，並目睹了炮彈準確地在英軍塞牆上爆炸的情景。刹那間，聯軍數百門火炮同時發出了震耳欲聾的吼聲，炮彈像雨點般鋪天蓋地飛向敵人的城防工事，使小小的約克鎮籠罩在濃濃的煙幕和火海之中。