Soprannominato El Ferrari[3][4] per la sua incredibile velocità,[4] secondo uno studio condotto dalla UEFA nel 2013, al tempo risultava essere il calciatore vivente più veloce al mondo, potendo raggiungere palla al piede i 35,1 km/h.[3][5]Terzino[6] dalle grandi doti balistiche, è un calciatore polivalente capace di ricoprire qualsiasi ruolo sulla fascia destra, come il centrocampista centrale,[3][5] l'ala e l'esterno offensivo;[3] Valencia è inoltre abilissimo nel curare sia la fase difensiva che nell'innescare veloci azioni d'attacco[3][5]. Rapido nel fraseggio e dotato di un buon dribbling[5] con cui liberarsi dal diretto marcatore, le sue progressioni sulla corsia destra lo portano talvolta ad addentrarsi anche nei settori non di sua competenza,[4] da cui può facilmente pensare al tiro in porta o temporeggiare per liberare i compagni di gioco, servendoli con assist e passaggi filtranti.[3][4]
All'inizio della stagione 2006-07 è stato acquistato dal Wigan Athletic, club inglese che milita nella Premier League, inizialmente in prestito per un anno. Ha fatto il suo esordio nel Wigan il 19 agosto 2006 in una sconfitta per 2-1 contro il Newcastle United, mentre ha segnato il suo primo gol contro il Manchester City il 21 ottobre 2006. Il prestito è stato esteso per la stagione seguente, e il 18 gennaio 2008 si è trasferito al Wigan a titolo definitivo, con un contratto di tre anni e mezzo[7].
Manchester United
Il 30 giugno 2009 passa al Manchester United firmando un contratto quadriennale[8] e andando a giocare nel ruolo che era di Cristiano Ronaldo, appena partito per Madrid.[4] Il 14 settembre dell'anno seguente, durante il match di Champions League contro il Rangers, ha subito un gravissimo infortunio, fratturandosi tibia e perone della gamba sinistra in un contrasto con Kirk Broadfoot[9]. Valencia è tornato a giocare in un match contro l'Arsenal nei quarti di finale della FA Cup, il risultato è stato 2-0 a favore del Manchester United. Durante l'incontro, egli ha cercato di trovare il suo gioco abituale, creando occasioni di pericolo sul lato destro. Il 9 aprile 2011, ha segnato il suo primo gol stagionale dopo l'infortunio, siglando il secondo gol nella vittoria per 2 a 0 del Manchester United sul Fulham nella 32ª giornata del campionato inglese. Ha segnato il primo dei 4 gol che fatti dal Manchester United all'Old Trafford contro lo Schalke 04, oltre all'assist per il secondo gol segnato da Darron Gibson. Il 1º agosto 2011 rinnova il suo contratto con il Manchester United fino al 2015[10].
La prima presenza della stagione 2014-15 la trova il 24 agosto nella partita pareggiata 1-1 sul campo del Sunderland giocando da esterno destro nel nuovo modulo di Louis van Gaal: il 3-4-1-2. Il 22 novembre 2014 grazie ad un suo tiro-corss provoca l'autogol di Kieran Gibbs nella partita vinta con il punteggio di 1-2 sul campo dell'Arsenal. Nella gara successiva vinta in casa sull'Hull City con il punteggio di 3-0 raggiunge quota 200 presenze in totale con la maglia del Manchester United. Nella stagione 2018-19, dopo il ritiro del compagno Michael Carrick, è il nuovo capitano della squadra.
LDU Quito
Dopo essere rimasto svincolato, firma un contratto con la LDU Quito.[11]
Queretaro e ritiro
Il 27 novembre 2020 viene tesserato dal Querétaro[12]; il 12 maggio 2021 annuncia il proprio ritiro dal calcio giocato a causa di problemi cronici al ginocchio.[13]
Nazionale
Ha ottenuto la prima presenza in nazionale ecuadoriana il 5 settembre 2004, in una partita di qualificazione al campionato del mondo 2006 contro l'Uruguay. Con la selezione del suo paese ha quindi preso parte alla fase finale del torneo, in Germania, venendo inoltre selezionato come uno dei sei candidati per il premio come miglior giovane della rassegna, poi vinto da Lukas Podolski. Alla fine della stagione 2013-14 viene convocato dalla sua nazionale per giocare ai mondiali in Brasile del 2014. Viene poi convocato per la Copa América Centenario negli Stati Uniti.[14]
Statistiche
Presenze e reti nei club
Statistiche aggiornate al termine della carriera da calciatore.
^Ufficiale: Wigan, preso Antonio Valencia, su tuttomercatoweb.com, 18 gennaio 2008. URL consultato il 23 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 17 giugno 2008).