La vice-présidente démocrate et le candidat républicain, qui ne se sont jamais adressé la parole, s'affronteront pendant 90 minutes à partir de 21H00 locales (mercredi 01H00 GMT).
Ils débattront devant des millions de téléspectateurs, mais sans public ni notes, selon des règles strictes destinées à empêcher les interruptions intempestives ou les interpellations directes.
Leur débat, peut-être le seul avant le scrutin du 5 novembre, sans compter celui de leurs colistiers dans trois semaines, sera animé par deux journalistes de la chaîne ABC.
Il se déroule à Philadelphie, principale ville de l'Etat de Pennsylvanie (nord-est), crucial pour l'élection.
"On ne sait pas à quoi s'attendre. Elle a tellement changé de ligne politique au fil des années", a déclaré Donald Trump au sujet de Kamala Harris dans une interview à NBC mardi.
Mais il a estimé que cela lui rendrait la tâche "beaucoup plus facile". "Elle n'est plus crédible", a-t-il assuré.
La démocrate a elle averti, dans une interview radio diffusée lundi, que son rival n'avait "aucune limite dans la bassesse et nous devons être préparés à ça".
Kamala Harris a aussi dit s'attendre à "de nombreux mensonges" de sa part.
Elle est venue en début d'après-midi reconnaître pendant environ une demi-heure le lieu du débat, entouré de hautes barrières de sécurité.
"De la politique plutôt que des insultes"
Parmi les curieux rassemblés en face, Tim Smith, un artiste de 39 ans, qui soutient Kamala Harris, brandit une large pancarte bleue reprenant les motifs de celles de la campagne de Donald Trump, sur laquelle on peut lire "loser".
En écho aux appréhensions de nombreux Américains, il explique à l'AFP espérer "entendre parler des politiques qu'ils veulent mener plutôt que des insultes ou des attaques".
Depuis le premier débat télévisé de 1960 entre Kennedy et Nixon, ces duels ont permis à un candidat de prendre un avantage par une réplique percutante, mais jamais ils n'avaient vraiment bouleversé la campagne.
Jusqu'au 27 juin 2024. Ce soir-là sur CNN, Joe Biden, déjà fragilisé par les questionnements incessants sur son âge, 81 ans, avait sombré en direct face à Donald Trump.
Depuis le retrait historique de sa candidature le 21 juillet, Kamala Harris a relancé les espoirs démocrates.
Là où Joe Biden était distancé, elle fait jeu égal avec Donald Trump dans les sondages, y compris dans les "swing states", ces six ou sept Etats pivot qui pèsent si lourd dans le système américain d'élection au suffrage indirect.
De nombreux Américains - 28% des électeurs qui comptent se rendre aux urnes, selon un sondage New York Times/Siena College - disent néanmoins avoir du mal à cerner la vice-présidente de 59 ans, sa personnalité, ses idées, son programme.
Le premier objectif de la démocrate mardi soir sera donc de faire bonne impression à ces indécis.
Donald Trump, qui a échappé à une tentative d'assassinat le 13 juillet lors d'un meeting en Pennsylvanie, n'a nul besoin de publicité.
Le milliardaire de 78 ans, visé par plusieurs procédures pénales, participe mardi à son septième débat présidentiel.
Il tentera de charger sa rivale de tout le passif, à son sens, de l'administration Biden, en matière d'immigration et d'inflation notamment.
La candidate démocrate devrait pour sa part pilonner ses incohérences sur le droit à l'avortement.
Et dans un renversement total par rapport au débat face au président sortant, ce seront cette fois les capacités cognitives de Donald Trump qui seront scrutées, face à une adversaire plus jeune de presque vingt ans.