Однако пруссаки могли, пробравшись проходом Гранд-Пре, оставить его в Сент-Мену и поспешить прямо в Шалон. Поэтому он приказал Дюбуке, получив известие о благополучном прибытии его в Шалон, стать со своей дивизией в лагере Л’Эпин и собрать там всех новоприбывших волонтеров, чтобы предохранить Шалон от неожиданного нападения. Затем к Дюмурье присоединился Шазо, а потом и Бернонвиль. Последний появился в виду Сент-Мену 15 сентября. Видя армию, расположенную в отличном порядке, он сначала вообразил, что это неприятель: ему никак не верилось, чтобы Дюмурье, побитый, как все говорили, так скоро и удачно выпутался. Под влиянием этой мысли Бернонвиль отошел к Шалону, но потом, узнав о своей ошибке, вернулся и занял позицию при Маффрекуре, справа от лагеря. С ним были 10 тысяч славных солдат, которых Дюмурье целый месяц упражнял в форпостной войне в лагере при Моде. Получив подкрепление от Бернонвиля и Шазо, Дюмурье мог насчитать 35 тысяч человек. Таким образом, благодаря его твердости и присутствию духа, генерал опять оказался на весьма крепкой позиции и был в состоянии еще долго оказывать сопротивление.
Вокруг него медленно совершалось двойное движение: маневр Брауншвейга, который всё еще шел неуверенно, и маневр Келлермана, который, выступив из Меца 4 сентября, две недели спустя еще не дошел до условленного пункта. Но если медлительность Брауншвейга спасала Дюмурье, то медлительность Келлермана, напротив, ставила его в крайне опасное положение. Келлерман, осторожный и нерешительный, хоть и очень храбрый, попеременно то шел вперед, то отступал назад, смотря по движениям прусской армии, и еще 17-го числа, узнав о потере Аргонских проходов, совершил попятное движение. Однако 19-го вечером он уведомил Дюмурье, что находится всего в двух лье от него. Дюмурье оставил для него незанятыми высоты Жизокур, находившиеся слева от лагеря и обстреливавшие дорогу в Шалон и речку Ов. Келлерман дал знать главнокомандующему, что в случае сражения может развернуться на второстепенных высотах и идти в Вальми, по ту сторону Ова. Но Дюмурье не имел времени лично отправиться и разместить войска своего товарища, а Келлерман, перейдя Ов в ночь на 19-е, прямо отправился в Вальми, в центр бассейна, и пренебрег высотами Жизокур, которые обстреливали высоты Ла-Люн с пруссаками.
Действительно, в этот самый момент пруссаки, выходя из прохода Гранд-Пре, появились в виду французской армии и взбирались на высоты Ла-Люн. Они тотчас отказались от быстрого движения на Шалон, радуясь, как рассказывают, что застали обоих французских главнокомандующих вместе, и надеясь одним ударом разбить обоих. Их цель состояла в том, чтобы овладеть дорогой в Шалон, двинуться на Витри, вытеснить Дильона из Лез-Ислет, окружить таким образом Сент-Мену со всех сторон и принудить обе армии сложить оружие.
Двадцатого сентября утром Келлерман, который, вместо того чтобы занять высоты Жизокур, направился в самый центр бассейна, к мельнице Вальми, вдруг увидел неприятеля выше себя, на занятых им высотах Ла-Люн. С одной стороны у него была речка Гирон, которой владели французы, но которую можно было у них отнять, а с другой – высоты Жизокур, которых он не пожелал занять и на которых располагались пруссаки.
В случае поражения Келлерман попадал в болота, образуемые Овом позади мельницы при Вальми, и мог быть совсем разбит, прежде чем успел бы соединиться с Дюмурье, занимавшим задний план этого амфитеатра. Тогда он позвал к себе своего товарища.
Но прусский король, заметив большую суматоху во французской армии и вообразив, что французские генералы намерены идти на Шалой, захотел преградить им путь и приказал тотчас же начинать атаку. Прусский авангард встретил по дороге в Шалой авангард Келлермана. Произошла стычка, и французы, сначала отброшенные, были потом приведены обратно и поддержаны карабинерами генерала Валенса. С высот Ла-Люн началась канонада, и французская артиллерия бойко отстреливалась с мельницы Вальми.
Позиция Келлермана была крайне рискованной: его войска были скучены в беспорядке на высоте Вальми, и им было слишком тесно сражаться. С высот Ла-Люн их громили пушки, с высот Жизокур левый фланг сильно беспокоил прусский огонь; речка Гирон была, правда, занята французами, но Клерфэ мог напасть на этот пост с 20 тысячами австрийцев и отбить его. Тогда, громимый со всех сторон, Келлерман был бы отброшен из Вальми в Ов, и Дюмурье не смог бы ему помочь. Последний тотчас послал генерала Штенгеля с сильной дивизией, чтобы удержать французов на Гироне и прикрыть правый бок Вальми; кроме того, он приказал Бернонвилю поддерживать Штенгеля с шестнадцатью батальонами и отправил Шазо с десятью батальонами и восьмью эскадронами на дорогу в Шалон, чтобы занять Жизокур и поддержать Келлермана слева. Но Шазо, придя в Вальми, спросил у Келлермана приказаний, вместо того чтобы занять Жизокур, и оставил пруссакам время расположиться там и открыть убийственный огонь. Однако Келлерман, поддержанный справа и слева, все-таки смог удержаться на мельнице.