ד"ר ולנצואלה סיים את תואר ה-MD שלו בהצטיינות בבית הספר לרפואה של קולומביה בשנת 1987 וקיבל את הדוקטורט שלו. במדעי הביו-רפואה מאוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד בשנת 1993. הוא למד הכשרה בתר-דוקטורט ושימש כמדריך במחלקה לפרמקולוגיה במרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת קולורדו בדנוור בין השנים 1993 ל-1998. בשנת 1998, ד"ר ולנצואלה הצטרף ל- בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ניו מקסיקו, שם הוא מכהן כיום בתפקיד פרופסור יורש העצר במחלקה למדעי המוח. הוא משמש גם כמנהל המרכז לחקר האלכוהול בניו מקסיקו.
המחקר העיקרי של ד"ר ולנצואלה מתמקד בהשפעות של אלכוהול על העברה סינפטית ופלסטיות במהלך הפיתוח. תרומותיו המשמעותיות קידמו את ההבנה כיצד אלכוהול משפיע על התבגרות מעגלים עצביים. בנוסף, הוא יו"ר משותף של מערכות העצבים, החושים המיוחדים ובלוק הבריאות ההתנהגותי.
ד"ר ולנצואלה, המוקדש לחינוך, מעריך את האינטראקציות שלו עם סטודנטים לרפואה, לומד מהשאלות המהוות שלהם ולראות את הצמיחה שלהם בביטחון עצמי, מיומנויות וידע.