Real Madrid vände 0-1 till 4-1 i andra halvlek på Santiago Bernabeu och det trots att laget fick Rafael van der Vaart och Ruud Van Nistelrooy utvisade.
Med nio man på plan gick laget från 1-1 till 4-1.
Van der Vaart blev utvisad efter 39 minuter. Då hade David Silva gjort 1-0 för Valencia.
Men med en man mindre sköt Ruud Van Nistelrooy 1-1 på straff efter 49 minuter sedan backen Raul Albiol räddat just holländarens nick med handen på mållinjen.
Efter 72 minuter var det dock Van Nistelrooys tur att få lämna plan efter sitt andra gula kort.
Men Real visade upp en mäktig arbetsmoral och kämpen Sergio Ramos dundrade in 2-1 i 77:e minuten från ytterst nära håll sedan Mamadou Diarra nickat i ribban.
Efter 86 minuter var det rejäl ridå för bortalaget. Inhoppare Ruben De la Red lyfte tjusigt in bollen från 25 meter sedan han sett att Timo Hildebrand var för långt ute. Kanske en målvaktsmiss men vackert av De la red som är tillbaka i Real efter låneperioden i Getafe.
Bara två minuter senare rundades Hildebrand av Gonzalo Higuain och 4-1 var ett faktum.
Fernando Morientes reducerade efter 91 minuters spel men Real höll undan.
Robinho blev för övrigt kvar på bänken för Real Madrid under hela matchen. Brasilianaren buades för övrigt ut innan matchen av hemmapubliken. Han har ju gått ut med att han vill lämna klubben för Chelsea.
Real Madrid: Casillas; Sergio Ramos, Pepe, Heinze, Miguel Torres (Drenthe 63); Diarrà; Van der Vaart, Guti (De la Red 78), Robben; Raúl (Higuaín 80), Van Nistelrooy.
Valencia: Hildebrand; Miguel, Alexis, Albiol (Morientes 82), Moretti; Joaquín (Pablo 67), Albelda, Baraja, Mata (Vicente 59); Silva, Villa.