En 1938 hizo su debut profesional con la orquesta Happy Happy del trompetista Ulacia.

Entre 1943 y 1945 trabajó en la orquesta de Wilfredo García Curbelo. Este último año (1945) viaja a Santa Clara, para sustituir a René Hernández, pianista de la orquesta de Julio Cueva (para esta agrupación creó La rareza del siglo), quien marcha a los Estados Unidos para integrar los Afro-Cubans de Machito.

En 1947 regresa a La Habana. A partir de 1948, y hasta 1957, trabaja en el Cabaret Tropicana como pianista y arreglista de Rita Montaner. La orquesta Sabor de Cuba, de Bebo Valdés, y la de Armando Romeu, hacían el show de este centro nocturno, en el cual Valdés deja de actuar en 1957, al ser contratado por Ernesto Roca, de la Peer International Music Publishers, para hacer arreglos a Xiomara Alfaro y Pío; a la vez, se une a Guillermo Álvarez Guedes, de la Panart y a Rolando Laserie en Radio Progreso. Con su orquesta Sabor de Cuba, acompañó a los cantantes Reinaldo Henríquez, Orlando Guerra (Cascarita), Pío Leyva y Ada Rex; también cantó con esta agrupación Benny Moré, y debutó Chucho Valdés (su hijo).

En 1955, Bebo Valdés graba, en los estudios de Radio Progreso, Holiday Habana y She Adores the Latin Type, para el sello Decca, que contenía mambo, chachachá, bolero, descarga de jazz, incluso, jazz con tendencia al bebop.

Según Luc Delannoy, en 1956 la Panart graba Cuban Jam Session, con Julio Gutiérrez y Pedro Jústiz (Peruchín), como directores, y los músicos Alejandro Vivar (El Negro Vivar), Edilberto Escrich, Osvaldo Urrutia (Mosquifin), Emilio Peñalver, José Silva (CHombo), Juan Pablo Miranda, Salvador Vivar, Jesús Esquijarrosa (Chucho), Oscar Valdés, padre, Marcelino Valdés, Walfredo de los Reyes y José Antonio Méndez.

La participación de Israel López (Cachao) en una descarga, no ocurre hasta 1957, cuando la Panart graba Descargas cubanas, con la participación del propio Cachao, Guillermo Barreto, Gustavo Tamayo, Rogelio Iglesias, Richard Egües, Andrés Hechavarría (El Niño Rivera), Rolito Pérez, Alfredo León, Arístides Soto (Tata Güines), Alejandro vivar (El Negro Vivar), Generoso Jiménez, Orestes López (Macho), Emilio Peñalver y Virgilio Vixama.

Se sucedieron, en otros años, grabaciones de descargas, y algunas no grabadas, como las que recuerda Leonardo Acosta en el Club Cubano de Jazz, celebrada entre 1958 y 1960, con la participación de Pedro Jústiz (Peruchín), piano; Guillermo Barreto, batería y pailas, y Arístides Soto (Tata Güines), tumbadora. Esto viene a demostrar –o al menos mostrar otra cara de la moneda-, que fue Bebo Valdés uno de los iniciadores de la descarga en Cuba, recurso que utilizaron músicos cubanos en los más diversos formatos instrumentales, géneros y estilos de nuestra música popular, como, por ejemplo, lo hicieron los compositores del movimiento filin.

El 8 de junio de 1952, con una banda de veinte músicos, Bebo da a conocer, en los estudios de RHC Cadena Azul, el ritmo batanga; entre los tres cantantes que integran la orquesta, se encuentra Beny Moré. Ese mismo año viaja a México con el objeto de grabar un disco con esta nueva modalidad de la música cubana, que incluía además, una nueva coreografía; no tuvieron éxito, y, según, Bebo Valdés, “la batanga murió de muerte natural”.

Al abandonar Cuba en 1960 por discrepancias con el gobierno cubano, Bebo también abandonó a su familia, a su esposa Pilar Valdés y a sus cinco hijos (entre ellos a Chucho). Bebo Valdés marcha a México, posteriormente se traslada a Los Ángeles, California, donde trabaja con el cantante Miguelito Valdés; de ahí viaja a España, y allí graba dos álbumes como director de la orquesta que acompaña al cantante chileno Lucho Gatica. Más tarde realiza una gira con la Lecuona Cuban Boys por Inglaterra, Francia, Holanda, Alemania y Finlandia. En 1963 se establece en Suecia, y trabaja con la orquesta Hatuey, agrupación sueca que toca música cubana. En Suecia formó una nueva familia al casarse en 1963.

Tras treinta años de relativo anonimato, el 25 de noviembre de 1994, Valdés recibió una llamada de Paquito D’Rivera, quien le invita a grabar un nuevo disco en Alemania por el sello Messidor. Se produce un nuevo inicio en su carrera a los 76 años con la grabación de Bebo Rides Again.

Participó en el film Calle 54 de Fernando Trueba, junto a, entre otros, el pianista y compositor Chucho Valdés, Paquito D’Rivera, Elaine Elías, Chano Domínguez, Jerry González, Michel Camilo, Leandro J. Barbieri (Gato Barbieri), Ernesto Antonio Puente (Tito Puente), Arturo O’Farrill (Chico), Israel López (Cachao), Orlando Ríos (Puntilla) y Carlos Valdés (Patato).

En el 2004 viaja a Salvador de Bahía, Brasil, para participar en el filme de Trueba El milagro de Candeal, junto a Carlinhos Brown, Marisa Monte, Mateus Aleluia y César Méndez.

Don Bebo Valdés fue un músico integral capaz de abordar los más diversos géneros y estilos de la música, no solo como pianista y compositor, sino también como orquestador y director de orquesta de subidos valores; de sólida formación técnica, tanto teórica como pianística, Bebo Valdés es uno de los grandes de la música cubana de todos los tiempos. Fue, con Israel López (Cachao) y Patato Valdés, nominado al Premio Grammy Latino por El arte del sabor, mejor álbum tropical tradicional 2002.

En 2002, Fernando Trueba produjo Lágrimas negras, disco que une al cantaor flamenco Diego el Cigala con Bebo Valdés al piano. Tras su publicación en 2003 se convirtió en un éxito internacional reconocido con un Grammy, tres Premios de la Música, un Premio Ondas, cinco Premios Amigo, tres Discos de Platino en España y uno en Argentina, México y Venezuela.

El diario The New York Times lo alaba como Mejor disco del año en el apartado de música latina y les abre las puertas a una gira por, entre otras, París, Nueva York, Londres, La Habana, Buenos Aires, Tokio, México DF, Madrid y Barcelona. A finales de 2004 el disco había vendido más de 700 000 copias en todo el mundo.