La seva investigació abasta diferents conceptes del món de l'arquitectura de computadors, disciplina en la qual ha publicat més de 700 articles entre revistes, congressos i llibres[1] i per la que ha rebut nombrosos premis de gran prestigi, com el Premi Eckert-Mauchly de l'ACM/IEEE, considerat el més prestigiós en el camp de l'arquitectura de computadors, "pel seu extraordinari lideratge en la construcció d'un centre d'investigació en arquitectura de computadors de classe mundial, les seves contribucions originals a les àrees de computació vectorial i multifemella, i per proposar nous enfocaments en paral·lelisme a nivell d'instrucció".[2]
També ha estat guardonat amb el premi de supercomputació Seymour Cray (2015) “en reconeixement a les seves contribucions fonamentals en el camp de les arquitectures vectorials, processadors súper-escalars, processadors multithreaded i processadors Very Long Instruction Word”;[3] el premi Goode (2009) “per les seves contribucions fonamentals a les arquitectures de processadors vectorials, out-of-order, de multi-processament i VLIW”;[4] el Distinguished Service Award (2012) de l'Association for Computing Machinery (ACM), per “l'extraordinari lideratge d'iniciatives en matèria d'investigació i educació en informàtica d'alt rendiment”;[5] el Premio Nacional de Investigación Julio Rey Pastor en Matemáticas, Tecnologías de la Información y Comunicaciones (2001);[6] el Premio Nacional de Investigación Leonardo Torres Quevedo de Ingeniería (2006)[7] y el Premio Rey Jaime I a la investigación básica (1997).[8]
Valero ha combinat la seva tasca investigadora amb la creació i gestió de centres dedicats a la investigació sobre la computació d'altes prestacions i la transferència de tecnologia a les empreses:
De 1990 a 1995, va crear i dirigir el Centre Europeu de Paral·lelisme de Barcelona (CEPBA), per fer investigació bàsica i aplicada en computació paral·lela.
De 1995 a 2000, va dirigir el C4, el Centre Català de Computació i Comunicacions, coordinant les activitats del CEPBA i el Centre de Supercomputació de Catalunya.
D'octubre de 2000 fins al a 2004, va ser director del CIRI, Instituto d'Investigació CEPBA-IBM sobre computadores paral·leles.
Des de maig de 2004, és fundador i director del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación, que actualment reuneix més de 300 investigadors experts en computació d'altes prestacions.
Des d'aquests centres ha treballat en l'impuls de diferents xarxes de supercomputació a nivell nacional i internacional com la Red Española de Supercomputación (RES), el Partnership for Advanced Computing a Europa (PRACE) i la Red Iberoamericana de Supercomputación (RISC).
El 2013 va rebre una ERC Advanced Grant del Consell Europeu d'Investigació per a dur a terme el projecte sobre noves tècniques per construir xips multinucli i els superordinadors del futur.[9]
És acadèmic fundador de la Real Academia de Ingeniería de España,[26] acadèmic de la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona,[27] de la "Academia Europaea, Academy of Europe",[28] i acadèmic corresponent de la Real Academia de Ciencias Exactas, Física y Ciencias Naturales[29] i de l'Academia Mexicana de Ciencias.[30] Des de 2018 es acadèmic corresponent de l'Academia de Ingeniería de México, acadèmic d'Honor de la Real Academia Europea de Doctores i acadèmic de l'Academia de Gastronomía de Murcia.[31]
.svg)