A.- A._ a travaillé au service de la société X._ du 15 juillet 1974 au 31 mars 1997. A ce titre, il était assuré contre le risque d'accident auprès de la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA). Le 21 décembre 1998, il a annoncé à la CNA qu'il avait été blessé le 14 mars 1997 : alors qu'il arbitrait un match de football, il avait ressenti une violente douleur au genou gauche en courant sur le terrain bosselé du stade. L'assuré n'ayant pas constaté d'amélioration de son état en dépit de divers traitements médicaux et de physiothérapie, il a séjourné à la clinique Y._, du 3 au 7 décembre 1998. Après avoir procédé à une arthroscopie, le docteur B._ a posé le diagnostic de douleurs persistantes au genou gauche, d'origine incertaine, et suspecté un status après élongation de l'articulation dorso-médiale du genou avec luxation ou subluxation simultanée de la rotule après lésion latérale massive du cartilage au niveau du condyle fémoral latéral (rapports des 7 et 8 décembre 1998). La CNA a notamment requis l'avis du docteur C._, ancien médecin traitant de l'assuré. Dans un rapport du 12 février 1999, ce praticien a indiqué avoir prodigué des soins à l'intéressé depuis 1981 en raison de gonalgies gauches sur la base d'un syndrome rotulien. Confié au docteur D._ pour la mise en oeuvre d'une arthroscopie en 1982, l'assuré avait reçu des soins jusqu'en 1983. En 1991, l'intéressé avait subi une nouvelle arthroscopie, laquelle avait révélé un foyer d'ostéochondrite disséquante du condyle fémoral externe. Par décision du 29 mars 1999, la CNA a refusé d'allouer ses prestations pour l'événement du 14 mars 1997, motif pris que l'assuré n'avait pas été victime d'un accident ni d'une lésion corporelle assimilée à un accident. Saisie d'une opposition, la CNA l'a rejetée par décision du 10 août 1999. B.- A._ a recouru contre cette décision devant le Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais. La CNA a conclu au rejet du recours. A l'appui de sa détermination, elle a produit une appréciation médicale (du 23 novembre 1999) du docteur E._, spécialiste en chirurgie et médecin de sa division des accidents. Par jugement du 21 août 2000, la juridiction cantonale a rejeté le recours dont elle était saisie. C.- A._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement en concluant, sous suite de dépens, à l'octroi de prestations de l'assurance-accidents pour l'événement du 14 mars 1997. La CNA conclut au rejet du recours. Invitée à se déterminer en qualité d'intéressée, la CSS Assurance, caisse-maladie du recourant, s'en remet à justice. L'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à présenter une détermination. 