Dans les ligues mineures, il gradue en classe AAA en 2009 avec les Red Wings de Rochester. Il y amorce la saison 2010 et est rappelé par Minnesota au début juin pour prendre la place de Michael Cuddyer dans la formation, ce dernier ayant dû s'absenter à la suite d'un décès dans sa famille[1].
À sa deuxième année en 2011, le joueur de troisième coussin des Twins voit sa moyenne au bâton chuter à ,246 en 154 parties jouées mais il bat ses records de coups sûrs (139), de circuits (15) et de points produits (72).
Valencia est échangé aux Orioles de Baltimore le 28 novembre 2012 contre un montant d'argent[7]. En 52 matchs pour Baltimore en 2013, Valencia frappe pour ,304 de moyenne au bâton avec 49 coups sûrs, dont 14 doubles, un triple et 8 circuits, et produit 23 points.
En 108 matchs joués au total en 2014 et 2015 pour Toronto, Valencia maintient une moyenne au bâton de ,269 avec 9 coups de circuit.
Athletics d'Oakland
Après plusieurs transactions réalisées avant la date limite des échanges à la fin juillet 2015, Valencia est de trop dans l'effectif des Blue Jays de Toronto et il est réclamé au ballottage le 3 août par les Athletics d'Oakland[11].
Mariners de Seattle
Le 12 novembre 2016, Oakland échange Valencia aux Mariners de Seattle contre le lanceur droitier des ligues mineures Paul Blackburn[12]. Valencia joue au premier but pour Seattle en 2017[13].