I Francesi
Il generale Charles François Dumouriez e François Christophe Kellerman dispongono di 36.000 uomini, schierati sulle alture presso il villaggio di Valmy:

• All’ala destra, sullo sperone roccioso del monte Yvron (nord), è schierata l’avanguardia di Dumouriez guidata da Stengel.
  

• Al centro, sopra e dietro l’altura del mulino di Valmy, è schierato il grosso di Kellerman.
  

• All’ala sinistra, sull’altura dell’albergo de "La Lune" (sud), alla biforcazione delle strade per Châlon e Suippes, è schierata l’avanguardia di Kellerman guidata da Valence.
  

• Di riserva, su un’altura centrale davanti Sainte Menehould, è schierato il grosso di Dumouriez.
  

Doumouriez (e già Lafayette nel 1791) usa disporre due battaglioni di volontari o di guardia nazionale a fianco di ogni battaglione mobilitato.

I Prussiani.
Alla falsa notizia di una ritirata francese, Federico Gugliemo re di Prussia ordina l’attacco delle posizioni avversarie a Karl Wilhelm Ferdinand duca di Brunswick, che dispone di 34.000 prussiani ed austriaci.

La Battaglia.
L’avanguardia prussiana, guidata dal generale Friedrich Ludwig von Hohenholhe-Ingelfingen, sfila da nord a sud davanti le posizioni francesi, colpita dall’artiglieria francese dell’Yvron che lo costringe ad allontanarsi e mette in fuga alcuni squadroni. Hohenholhe-Ingelfingen risponde piazzando 6 batterie e sloggia i francesi dall’Yvron, costringendo anche Kellerman ad assumere uno schieramento più arretrato, tra il mulino di Valmy (sinistra) ed Orbeval (destra).
Dumouriez rinforza lo schieramento con 7.000 uomini guidati dal generale Duval a Les Islettes e 12 battaglioni guidati da Veneur a la Chalade ed a Vienne-le Chateau.
8:30 - I prussiani attaccano l’albergo de "La Lune" che resiste. Frattanto l’altra ala francese è rinforzata con 16 battaglioni guidati da Beurnoville. Solo 12 battaglioni sono rimasti di riserva dietro Kellerman.
11:00 - Kellerman fallisce un contrattacco, portato con forze insufficienti.
12:00 - L’armata austro-prussiana si schiera nella pianura.
13:00 - Le fanterie prussiane muovono all’attacco in perfetta formazione, appoggiate sulla sinistra da una batteria di 54 pezzi. I francesi rispondono al fuoco con l’artiglieria.
Tre colonne d’attacco prussiane muovono tra Valmy e Orbeval. I francesi cessano il fuoco di contro-batteria e concentrano il tiro sulle colonne, formano a loro volta tre colonne preparandosi al contrattacco al grido “Vive la Nation” ed intonando il “Ça Ira”.
Quando i prussiani sono a 600 metri dalle posizioni francesi il re di Prussia autorizza Brunswick ad interrompere l’attacco, decisione dovuta alle malattie che hanno colpito l’esercito ed alla determinazione dimostrata dai francesi nell’accettare pericolosamente battaglia a fronte invertito. Anche i francesi rinunciano all’attacco e lo scontro prosegue con lo scambio di cannonate.
16:00 - Brunswick ordina di rompere il contatto.
18:00 - Cessano le cannonate.
Le perdite ammontano a 2-300 uomini per parte. Nella notte i francesi ripiegano. Il giorno seguente i prussiani occupano il campo di battaglia e si proclamano vincitori.