Det började med en riktig pärla från Angel Di Maria som blixtrade till nästan nere vid ena hörnflaggan. Hela aktionen påminde inte så lite om den repertoar som förre Real-spelaren, tillika nuvarande Bayern München-stjärnan, Arjen Robben brukar visa upp. Angel Di Maria tog emot en lång passning från Marcelo ute till höger, fintade sig in centralt och sköt distinkt 1-0 med vänstern.
Men Valencia kvitterade direkt efteråt genom Pablo Piatti.
Före paus nickade Cristiano Ronaldo sedan in 2-1 ur misstänkt offside-position, och det var Di Maria som serverade honom passningen.
Tack vare sitt mål har Ronaldo gjort 18 totalt den här säsongen, men Atletico de Madrids Diego Costa står på 19 fullträffar.
Efter en timme fick Valencia hörna, och då höll sig Jeremy Mathieu framme och kvitterade till 2-2.
Men anfallstalangen Jeze Rodriguez, 20, fixade 3-2. Med tio minuter kvar fick han bollen till höger i straffområdet och drog till med ett skott som borrade in sig under målvakten Guaita.
Valencia: Guaita, Joao, V. Ruiz, Mathieu, Bernat, Oriol, Parejo, Feghouli, Fede, Piatti, Jonas.
Real Madrid: Diego López; Carvajal, Ramos, Nacho, Marcelo; Xabi Alonso, Modric; Di María, Isco, Cristiano Ronaldo; Benzema.