Фактически союзники находились в тот момент ближе к Парижу, чем французские армии. Но, как и предполагал Дюмурье, герцог Брауншвейгский счел небезопасным продолжать движение на столицу, оставив позади на флангах, как раз между наступающими колоннами и обозами, столь значительные силы противника. Молодой король Пруссии, а также находившиеся в лагере союзников представители эмигрантской знати охотно поддержали идею немедленно атаковать ближайшую французскую армию. Келлерман и сам провоцировал этот удар, так как он вывел свою армию с высот Дампьер-Камп, где по плану Дюмурье должна была развернуться его армия. Далее войска Келлермана переправились через реку Ов на плато Вальми. Новая позиция была гораздо менее выгодной по сравнению с той, что оставили войска Келлермана. Теперь они оказались прямо напротив армии союзников, а до войск Дюмурье было все еще слишком далеко. Казалось, что пруссаки легко разгромят превосходящими силами Келлермана, а затем с той же легкостью окружат и уничтожат армию Дюмурье на ее позициях.
На рассвете 20 сентября правое крыло армии союзников начало наступление с целью опрокинуть левый фланг армии Келлермана, а затем нанести французам удар в тыл и отрезать им отступление на Шалонь. Одновременно остальные войска союзников наступали с высот Ла-Лун, полукругом окружавших плато Вальми. Их задачей было нанести по армии Келлермана фронтальный удар и одновременно отрезать ее от войск Дюмурье. Келлерман узнал о приближении противника после того, как неожиданно завязался бой между передовыми отрядами кавалерии противников. Для Дюмурье также не была секретом угроза, нависшая над армией соратника. Он отдал приказ своим солдатам подготовиться к нанесению удара во фланг пруссакам в случае, если они решатся напасть на армию Келлермана. Но подготовка этого маневра в поддержку соседу продвигалась слишком медленно. Армия Келлермана «возвышалась, подобно мысу среди волн прусских штыков». Над равниной и низинами, лежавшими между двумя армиями, плотными волнами висел осенний туман. В лучах предрассветного солнца сверкали лишь вершины холмов. Примерно к десяти часам утра туман начал рассеиваться, и тогда французские солдаты увидели со своего выступа возникающие из тумана сверкающие в лучах солнца бесчисленные шлемы прусской кавалерии, которые могли бы окружить французов, если бы начали атаку немедленно, плотную колонну прусской пехоты, двигавшуюся вперед, подобно ожившему исполину, ощетинившиеся орудиями вражеские батареи. То тут, то там мелькали отряды австрийской легкой кавалерии, успевших отдохнуть после боев против спагов (сипахов – турецкая тяжелая конница. –
Наверное, даже самые стойкие и храбрые из французов наблюдали за этим спектаклем с замиранием сердца и ужасом. Каким бы смелым и решительным ни был человек, он всегда с беспокойством и страхом ожидает начала боя, находясь среди товарищей, стойкость которых у него еще не было возможности проверить. Наверное, каждый из солдат Келлермана вспоминал в те минуты о многих случаях панического бегства во французской армии в той войне. Вероятно, они беспокойно оглядывались на своих товарищей справа и слева, ожидая проявления симптомов нерешительности и страха. Каждый пытался просчитать, как долго осталось до того, как общее бегство товарищей вынудит его в страхе присоединиться к ним или остаться один на один в безнадежной схватке с многочисленными врагами.
В то самое утро и примерно в тот же час, когда войска союзников и эмигрантов начали спускаться с высот Ла-Лун для того, чтобы атаковать французов у Вальми, когда батареи противоборствующих сторон открыли огонь, в национальном Конвенте в Париже начались дебаты по поводу провозглашения Франции республикой.