El Valencia salió a Mestalla dispuesto a mantener la reacción iniciada en Vitoria, aunque la Real Sociedad pronto se hizo con el control del encuentro. Los donostiarras comenzaron a encontrar espacios en el centro del campo y avisaron en los primeros minutos tras un saque de esquina que Dimitrievski tuvo que blocar en dos tiempos. La respuesta local llegó por la banda de Danjuma, que superó a Aramburu y puso un centro peligroso al área, aunque Javi Guerra no llegó por muy poco. Con el paso de los minutos, el conjunto de Matarazzo fue imponiendo su ritmo y Sucic empezó a ganar protagonismo entre líneas, siendo el futbolista más destacada en los primeros compases. El Valencia sufría para conectar con sus atacantes y, además, antes del cuarto de hora ya había visto dos amarillas, para De Haas y Gayà, muy rigurosas y que condicionaron.
La Real terminó encontrando el premio en el minuto 24. Sucic inició la jugada desde el centro, Aramburu apareció por la derecha y puso el balón atrás para que el propio centrocampista croata apareciera en la frontal. Con un disparo perfectamente colocado a la escuadra, los de Matarazzo pusieron el 0-1. El gol dejó tocado al Valencia, mientras que los visitantes siguieron llegando con peligro. Oyarzabal tuvo una buena ocasión dentro del área, pero Dimitrievski respondió con una gran intervención, y poco después Carlos Soler tuvo otra oportunidad con un remate que se marchó fuera. La Real también amenazó a balón parado, con Jon Martín cabeceando solo en el segundo palo, aunque sin encontrar portería. El Valencia apenas logró acercarse con peligro hasta el tramo final del primer tiempo, cuando Danjuma volvió a aparecer por la izquierda y su centro fue interceptado cuando Hugo Duro esperaba para rematar.
Tras el descanso, Óscar Sánchez movió ficha y dio entrada a David Otorbi, buscando velocidad y profundidad en el ataque. El cambio transformó al Valencia, que comenzó a jugar mucho más arriba y a presionar con mayor intensidad. La Real tuvo una ocasión para ampliar su ventaja en una transición, pero no consiguió aprovecharla, y el Valencia respondió con energía. En el minuto 57 llegó el empate: Hugo Duro peleó un balón aéreo que quedó suelto en la frontal y Aarón Mayol apareció para conectar un espectacular derechazo a la escuadra, haciendo el 1-1 y desatando la locura de Mestalla. El gol espoleó todavía más a los locales, con Otorbi protagonizando varias internadas por la derecha y Guerra disponiendo también de una ocasión tras recoger un balón suelto dentro del área.
La Real consiguió frenar el impulso valencianista en el minuto 75, cuando Javi Guerra cometió penalti y Carlos Soler asumió la responsabilidad para marcar el 1-2, teniendo que pedir perdón tras el tanto. El Valencia volvió a levantarse y encontró el empate en el minuto 84, en una acción protagonizada por los jóvenes de la cantera: Otorbi puso el balón en el área y Aimar Blázquez presionó hasta provocar el error de Beitia, cuyo remate terminó en su propia portería para el 2-2.
Pero la alegría duró poco. En el 91, Soler encontró a Barrenetxea y el extremo resolvió con otro disparo espectacular a la escuadra para el definitivo 2-3. Aimar todavía tuvo el empate en sus botas en el descuento, pero Remiro protagonizó una gran parada y aseguró los tres puntos para la Real Sociedad de Mestalla.
