Kenraali Charles-François Dumouriez’n määräyksestä Kellermann toi 19. syyskuuta 1792 armeijansa tämän komentaman pohjoisen armeijan avuksi ja seuraavana päivänä he löivät yhdessä hyökkäävät preussilaiset tärkeässä Valmyn taistelussa. Kellermann hyödynsi taistelussa varsinkin tykistöä ja onnistui tukahduttamaan ammusvaraston räjähdyksestä nousseen paniikin miestensä keskuudessa. Preussilaisten ja itävaltalaisten perääntyessä Ranskan alueelta Kellermann valtasi takaisin Longwyn ja Verdunin. Marraskuussa 1792 hänet siirrettiin Alppien armeijan komentajaksi ja seuraavana vuonna hän valloitti Savoijin alueen Sardinian kuningaskunnalta. Elokuussa 1793 Kellermann sai määräyksen kukistaa vastavallankumouksellinen kapina Lyonissa ja hän onnistuikin valtaamaan kaupungin, mutta pian sen jälkeen hänet vangittiin.