Após mais uma derrota do exército Brasileiro, um novo revés era inadmissível. Estava em jogo a própria manutenção da República e todo prestígio do exército brasileiro conquistado na Guerra do Paraguai. O clima era tenso e a sensação apocalíptica de completa histeria tomou conta da opinião pública.
Com a derrota e morte do "Corta Cabeças" em março o comando do Exército imediatamente iniciou os preparativos para uma campanha de aniquilação. Em abril foi instituída a nova empreitada sob o comando do General Artur Oscar de Andrade Guimarães.
A estratégia dessa vez não subestimaria os sertanejos. Agora tratados com respeito e temor. Os relatórios das expedições anteriores foram analisados e o mapeamento do território foi feito com o máximo de cuidado. Foram mobilizadas tropas de 17 Estados Brasileiros (BA-SE-PE-PB-AL-RN-PI-MA-PA-ES-MG-SP-RJ-RS-AM-CE-PR) e foram equipados com o que de melhor havia na época. O efetivo era composto de 6 brigadas. A tropa seria dividida em duas colunas.
A 1ª Coluna, sob o comando do Gal. Silva Barbosa sai de Queimadas e passa por Monte Santo, composta de 3.415 homens, 12 canhões Krupp e 1 canhão Withworth 32. Na retaguarda, protegendo 750 mil quilos de mantimentos e munições, seguia o 5° Corpo de Polícia da Bahia, destacamento formado por 388 jagunços contratados no interior do Estado. A 2ª Coluna sob o comando do Gal. Cláudio Savaget, parte de Sergipe em tropas isoladas, se agrupando em Jeremoabo (BA), de onde segue para Canudos, composta de 2.340 homens. O efetivo contava ainda com a "nata" da artilharia do exército Brasileiro. Ao contrário da 3ª Expedição, que tentou tomar de assalto o povoado, a nova investida se propunha a um cerco a médio prazo, limitando os acessos e destruindo Belo Monte por saturação de artilharia.
Em Salvador, aporta em 9 de Abril a 1ª Divisão Naval de apoio as operações militares de Canudos. Composta de 5 navios de guerra, os cruzadores 15 de Novembro, Trajano, Andrada, Timbira e Paraíba e o patacho Caravelas.
Em fins de Junho, a coluna do General Savaget, após várias semanas de lento avanço encontrando resistência constante através de escaramuças dos conselheiristas, consegue situar-se em posição privilegiada de ataque ao povoado. Logo após tomarem posição e iniciarem o bombardeio a coluna recebe ordens de ir em socorro da 1ª coluna que estava em situação desesperadora. As emboscadas de Pajeú conseguiram levar pânico a primeira coluna, que já praticamente sem munição, defendia-se a baioneta e fugia de maneira desordenada do que chamavam de "guerreiros invisíveis". Toda a primeira coluna estava encurralada no morro da "Favela". O auxílio da 2ª coluna chega a tempo e salva o maior efetivo do exército de uma humilhação sem precedentes.
A chuva de artilharia vinda do Morro da Favela duraria meses. Diante do ataque de artilharia a prioridade dos sertanejos é destruir os canhões. Segue-se uma série impressionante de missões suicidas na tentativa de neutraliza-los. Mesmo com poucos frutos, as constantes levas de sertanejos que investiam "de peito aberto" contra a proteção dos canhões conseguem fragilizar a moral das tropas frente a tanta "coragem". Mesmo sentindo a vitoria próxima, os praças temem os conselheiristas. O canhão Withworth, o célebre 32, apelidado de Matadeira, explode.
Em 14 de Julho, com uma salva de 21 tiros de artilharia, o comando da IV Expedição celebra o aniversário da Revolução Francesa: Igualdade, Liberdade e Fraternidade.
Porém, em 18 de julho, já cansados do cerco e ansiosos por uma vitória rápida que reavivasse a moral da tropa, é organizado o "Grande Assalto" a Canudos. Todo o efetivo foi mobilizado e 3400 soldados investem contra o povoamento. Com muito custo conseguem transpor o rio e tomar um trecho de casebres. Invadindo com ânsia o vilarejo são recebidos com uma fuzilaria cerrada em dimensões surpreendentes. São forçados a recuar no fim do dia com 947 baixas totais. O "Grande Assalto" falhara vergonhosamente.
Diante de novo fracasso o General Artur Oscar, alarmado com a possibilidade de insucesso solicita reforços. Quase 1/3 de todo o efetivo inicial estava morto e outro terço fora de combate. Em 23 de junho recebe um reforço de 5000 soldados. Os relatórios dos oficiais ao comando na base de operações definiam: "jamais vimos combates como os de Canudos".
Em 07 de Agosto desembarca em salvador Euclides da Cunha, como correspondente de guerra para jornal O Estado de São Paulo. Euclides Chegou a Canudos a 10 de setembro e lá ficou ate 3 de outubro, dois dias antes do final da guerra.
A 8 de Agosto parte de Monte Santo a famosa Brigada Girard, que era temida pela sua ferocidade demonstrada na guerra. Formada originalmente por 1.090 homens, apresentou-se no teatro de operações no dia 15 com menos de 800 homens. Até se comandante, o general Girard, pediu baixa evitando o conflito. A intrépida brigada recebeu o carinhoso apelido de "mimosa" pelos combatentes já sediados.
No fim de Agosto o próprio Ministro da Guerra, o Marechal Carlos Machado Bittencourt, instala-se em Monte Santo (base de operações) com um novo reforço de 3000 homens. A situação das tropas beirava a calamidade e o temor de novo fracasso era tratado abertamente pelo comando. A única opção aceitável era a vitória absoluta.
Durante o mês de Setembro, o exército conseguiu tomar a Fazenda Velha, melhor local para o bombardeio a Canudos, e conseguiu fechar a estrada da Várzea da Ema, última acesso possível, cercando completamente, após 4 meses de luta, os conselheiristas.
Ainda em Setembro 1897, morre Antônio Conselheiro. O ímpeto dos combatentes de Belo Monte esmaece e muitos abandonam a luta, mas a resistência continua.
Extremamente preocupados com a moral da tropa e o cansaço da campanha o comando, na tentativa de encerrar de vez o conflito, organiza novo Assalto contra o núcleo central de casas e mobilizam 5.871 homens no início de outubro. No assalto eles conseguem tomar as ruínas da "igreja nova", feito efusivamente comemorado, mas são surpreendidos por fuzilaria vinda da parte já ocupada do vilarejo. Através de túneis os canudenses tinham livre trânsito para escaramuças de todo tipo. Alarmado com as baixas o exército agiu rápido. Pôs fogo em toda área já dominada neutralizando o fogo cerrado.
Em 02 de outubro parte dos sobreviventes abdicam da luta (mulheres, idosos, crianças e inválidos) sob a palavra do General Artur Oscar de lhes garantir a vida. Restam ainda um grupo de homens que decidiram resistir até o fim. Todos os adultos e idosos que se renderam foram submetidos sumariamente a "gravata vermelha", método de degola no qual a língua é puxada pelo pescoço. Mesmo as crianças maiores foram mortas, algumas foram adotadas pelos soldados, oficiais e correspondentes como obra de caridade e outras foram abandonadas no sertão. A luta seguia...
Em 05 de outubro, morrem os quatro últimos defensores. O corpo de Antônio Conselheiro foi exumado e sua cabeça decepada para estudos e exposição pública. Os 5200 casebres foram incendiados juntamente com os corpos insepultos dos sertanejos.
Estima-se que mais de 25 mil conselheiristas morreram no conflito que mobilizou um contingente superior a 15 mil soldados do Exército (mais da metade de todo o efetivo nacional), na maior guerra de guerrilhas que o Brasil já viveu.
Chegava ao fim, a o movimento católico e monarquista de igualdade campesina no sertão nordestino.
O General Comandante Artur Oscar publica a Ordem do Dia nº 145:
"Viva a Republica dos Estados Unidos do Brasil! Está terminada a Campanha de Canudos. Desde ontem que os batalhões das forças expedicionárias passeiam suas bandeiras sobre as ruínas da cidadela, com a consciência de bem haverem cumprido o seu dever!".