Redan från matchstart satte bägge lagen full fart och turades om att komma till klara målchanser.
Det var emellertid Valencia som öppnade målskyttet genom Paco Alcacer som från nära håll styrde in bollen bakom Casillias i den 19:e minuten.
Dessförinnan hade Real Madrid två ribbträffar.
I den 26:e minuten ökade gästerna på till 2-0 genom Fuego som nickade in Parejos väl slagna frispark.
I slutet av den första halvleken fick Real Madrid straff och fram klev Cristiano Ronaldo.
Portugisen fick dock se sin straff räddad av en för kvällen fenomenal Diego Alves i Valencia-målet.
Tio minuter in i den andra halvleken skulle emellertid Real tillslut få utdelning för sitt spelövertag och det var Pepe som nickade in 1-2-reduceringen på hörna.
Med sex minuter kvar att spela kom också kvitteringen efter att Isco vackert skruvat in bollen bakom Alves.
Real tryckte sedan på för ett segermål, men forceringen gav inte önskad utdelningen och marängerna tappade två mycket viktiga poäng på Barcelona.
Barcelona som toppar ligan fyra poäng före Real Madrid är nu en seger från att vinna ligan då det bara återstår två omångar kvar att spela.
Så startade lagen:
Real: Casillas - Arbeloa, Pepe, Ramos, Coentrao - Isco, Kroos, Rodriguez - Bale, Chicharito, Ronaldo.
Valencia: Alves - Barragan, Mustafi, Otamendi, Gaya - Parejo, Fuego, Gomes - Feghouli, Paco, Piatti.