Cavani (6) remató de cabeza con un salto potente un centro del francés Dimitri Foulquier para abrir el marcador y adelantar a los valencianistas en el Estadio Sánchez Pijúan de la capital andaluza.
El técnico argentino Jorge Sampaoli introdujo en el descanso a su compatriota Erik Lamela, que anotó el empate en los minutos finales (1-1).
José Gayá pudo haber dado el tanto de la victoria a los visitantes desde el punto de penal (90+12), pero el guardameta marroquí Bono detuvo el flojo disparo raso.
Este empate deja al Valencia 8º con 15 puntos y lo aleja de las posiciones europeas, a las que se habría acercado en caso de victoria. El Sevilla escala de manera provisional a la 11ª posición con 10 puntos.
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En el resto de partidos del martes, el Athletic (6º) visita al Getafe (15º) y el Atlético de Madrid (3º) recibe al Rayo Vallecano (10º).