Polisen berättade för franska media hur han och en kollega kom ansikte mot ansikte med en av tre beväpnade män som avfyrade en attack, och sköt ihjäl honom.
Nittio konsertbesökare dödades i Bataclans konsertsal, där Eagles of Death Metal spelade.
Dussintals fler människor dog i samordnade attacker i Paris den 13 november.
Polisen, en avdelningschef vid Paris anti-brottsbrigad (BAC), berättade för FranceInfo radio (på franska) att han och hans kollega hade svarat på rapporter om en explosion vid Stade de France när de omdirigerades.
De beordrades att gå till Paris 10:e och 11:e arrondissement efter nyheten om skottlossning. På vägen hittade de panikslagna konsertbesökare som flydde från Bataclan och bestämde sig snabbt för att gå in.
"Det som förvånade oss omedelbart var det extremt ljusa ljus som förblindade oss", sade officeren, vars identitet har skyddats av säkerhetsskäl.
"Den förbryllande tystnaden... och sedan hundratals kroppar en ovanpå den andra."
Vad hände på Bataclan?
Vilka var offren?
Strax efter inträdet på musikplatsen såg polisduon en revolverman gå på scenen och rikta en Kalashnikov mot en audiensmedlem.
"Han var väldigt lugn", sade officeren.
"Med tanke på blodbadet var det ingen tvekan om vad vi var tvungna att göra. Vi öppnade eld direkt. Vi fortsatte skjuta tills han föll till golvet."
Pistolmannen identifierades senare som Foued Mohamed-Aggad, en 23-årig fransk medborgare från Strasbourg.
De två officerarna, som enligt uppgift bara hade tjänstevapen och lätta skottsäkra västar, hörde sedan en explosion från någon annanstans i byggnaden och insåg att det sannolikt fanns fler angripare. När männen stod inför stor fara, ringde de sina nära och kära.
"Vi bestämde att vi inte kunde lämna platsen - vi kunde inte lämna dessa människor", sade officeren.
"Jag var redo att dö med mitt team den kvällen. Jag ringde min flickvän för att säga adjö."
Elite polisens enheter anlände snart till platsen. Två andra angripare som tog folk som gisslan i konserthallen dog så småningom i ett sista polisöverfall timmar senare.
De identifierades senare som fransmän Omar Ismail Mostefai, 29, och Samy Amiour, 28.
Paris attacker: Vilka var angriparna?
Den förste polismannen som anländer till Bataclan har beskrivit det "obeskrivliga ögonblick av rädsla" som han kände när han kom in på platsen för massakern.