Inscrite dans le paradigme de l’action didactique conjointe, cette étude s’intéresse à l’évolution des prestations motrices d’élèves au cours d’une séquence de volley-ball menée par un professeur des écoles en Éducation Physique et Sportive (EPS) au cycle 3 de l’école primaire (10-11 ans). Elle met en lien ces éventuelles transformations avec les milieux didactiques que l’enseignant a proposés et que les apprenants ont investis de façon singulière. Entretiens et observations sur la durée de la séquence ont permis de mener des analyses qualitatives et quantitatives, à la fois sur l’action didactique de l’enseignant et sur les prestations motrices des élèves. Les analyses comparées entre début et fin de séquence permettent de mettre au jour des indices d’acquisitions dans les domaines tactiques et techniques qui renvoient à de nouveaux pouvoirs moteurs. Elles confirment que cette activité sportive, relativement peu programmée à l’école élémentaire, peut être le support d’une EPS riche, à condition toutefois que soit opéré par l’enseignant un traitement didactique donnant la priorité à la construction des habiletés tactiques.