Antonio Valero cuenta con un amplio repertorio como actor de teatro, cine y televisión.
En sus comienzos trabajó exclusivamente como actor teatral, actuando en obras como Titus Andronicus de William Shakespeare (Dirección: Fabiá Puigcerver, 1977), M7 Catalonia de Els Joglars (Dirección: Albert Boadella, 1978), Laetius de Els Joglars (Dirección: Albert Boadella, 1981), Eloísa está debajo de un almendro de Eusebio Jardiel Poncela (Dirección: José Carlos Plaza, 1984), Gabinete Libermann de Els Joglars (Dirección: Albert Boadella, 1985), No puede ser… de Agustín Moreto (Dirección: Josefina Molina, 1986), Alesio de Ignacio García May (Dirección: Pere Planella, 1987), La marquesa Rosalinda de Valle – Inclán (Dirección: Alfredo Arias, 1988), Combate de negro y de perros de J. M. Koltés (Dirección: Miguel Narros, 1990) y Exiliados de James Joyce (Dirección: Carles Creus, 1991). De forma paralela realizó trabajos cinematográficos y de televisión, continuando su carrera teatral con La doble inconstancia de Mariveaux (Dirección: Miguel Narros, 1993), un recital de poemas de Vicent Andrés Estellés (Inauguración del Teatro Tívoli de Burjassot – Dirección: Antonio Valero, 1995), 5. Hombres.com del Club de la Comedia (Dirección: José Miguel Contreras, 2000), Defensa de dama de Isabel Carmona y Joaquín Hinojosa (Dirección: José Luis Gómez, 2002), Una odisea antillana de Derek Walcott (Dirección: Derek Walcott, 2005), Sangre lunar de José Sanchas Siniestra (Dirección: Xavier Alberti, 2006), La mujer que se parecía a Marilyn de Eduardo Galán (Dirección: Antonio Valero, 2007), Las Troyanas de Eurípides (Dirección: Mario Gas, 2008) y De la vida de las marionetas de Ingmar Bergman (Dirección: Jaroslaw Bielski, 2009).
Antonio Valero comenzó a trabajar en cine en 1986 con una producción de Luis Magino: La mitad del cielo, dirigida por Manuel Gutiérrez Aragón. Prosiguió después su trayectoria cinematográfica con Adiós pequeña (Dirección: Imanol Uribe, 1986), El amor de ahora (Dirección: Ernesto del Río, 1986), El lute. Camina o revienta (Dirección: Vicente Aranda, 1987), El juego más divertido (Dirección: Emilio Martínez Lázaro, 1987), Atlantic Rendez-Vous (Dirección: Paule Zajdermann, 1989), Escrito en las estrellas (Dirección: Ricard Reguant, 1990), Como levantar mil kilos (Dirección: Antonio Hernández, 1991) y Después del sueño (Dirección: Mario Camus, 1991), comenzando a trabajar para televisión en la serie La forja de un rebelde y en la película El C.I.D. En este sentido rueda varias películas en exclusiva para la televisión, como An ungentlemanly act (1992), Stirb für mich (1995), Der Ausbruch (1996), Segunda oportunidad (Dirección: Miguel Courtoise, 2005), La torre de Babel (2006) y Cuatro estaciones (Dirección: Marcel Barrera, 2009) y participa en varias series y miniseries, como por ejemplo The Young Indiana Jones chronicles (1992), Médico de familia (1997), El club de la comedia (2000), Andorra. Entre el torb i la Gestapo (Dirección: Lluis Maria Guell, 2000), Cuéntame cómo pasó (2002), El pantano (2003), El comisario (2006), Cartas de Sorolla (Dirección: José Antonio Escribá, 2006), Amar en tiempos revueltos (2008) y Tarancón. El quinto mandamiento (Dirección: Antonio Hernández, 2009). Además continúa su labor como actor para el cine de forma paralela, actuando en películas como La línea del horizonte (Dirección: Fernando Lopes, 1992), Intruso (Dirección: Vicente Aranda, 1993), Bufons i reis (Dirección: Lluís Zayas, 1993), Una cuestión de amor propio (Dirección: Mario Camus, 1994), Las cosas del querer, segunda parte (Dirección: Jaime Chávarri, 1994), Un asunto privado (Dirección: Imanol Arias, 1995),
Adosados (Dirección: Mario Camus, 1995), Golpe de maestro (Dirección: Enrico Colletti, 1996), El color de las nubes (Dirección: Mario Camus, 1997), El abuelo (Dirección: José Luis Garci, 1997), Mon père, ma mère, mes frères et mes soeurs (Dirección: Charlotte de Turkheim, 1998), Lista de espera (Dirección: Juan Carlos Tabio, 1999), One of the Hollywood ten (Dirección: Karl Francis, 2000), Sagitario (Dirección: Vicente Molina Foix, 2000), Aunque estés lejos (Dirección: Juan Carlos Tabio, 2002), Los Borgia (Dirección: Antonio Hernández, 2006), La vida abismal (Dirección: Ventura Pons, 2006) y El prado de las estrellas (Dirección: Mario Camus, 2006).