W latach 1966-1967 rozpoczęła karierę telewizyjną jako „The Resident Dream Girl” w programie The Dream Girl z 1967 roku, zastępując Beverly Adams z pierwszej emisji w dni powszednie naprzeciwko gospodarzy Dicka Stewarta i Wink Martindale, a w tym czasie pojawiła się w innym programie Chucka Barrisa, The Dating Game.
Valentine z Lloydem Haynesem w Room 222 (1970)
W 1969 roku Valentine zdobyła swoją przełomową rolę jako nowa nauczycielka w serialu telewizji ABC Room 222 z Lloydem Haynesem, Denise Nicholas, i Michaelem Constantine. Ona została odkryta przez Gene Reynolds, dyrektor pokoju 222, który widział jej lip-synching w próbie i zdał sobie sprawę, że była zabawna. Była dwukrotnie nominowana do Emmy i raz do Złotego Globu, wygrywając Emmy w 1970 roku za wybitną aktorkę w roli drugoplanowej.
Valentine później wystąpiła w swoim własnym serialu telewizyjnym, Karen, w 1975 roku. Zagrała Gidget w filmie Gidget dorasta z 1969 roku, tytułową rolę w uznanej przez krytyków prawdziwej historii Muggable Mary, Street Cop (1982) i pojawiła się w wielu innych filmach dla telewizji, w tym The Daughters of Joshua Cabe (1972), Coffee, Tea or Me? (1973), The Girl Who Came Gift-Wrapped (1974), e’Lollipop (1976), Murder at the World Series (1977), Go West, Young Girl (1978) i Skeezer (1982). Valentine występowała w latach 1971-1977 w programie The Hollywood Squares, zarówno w telewizji NBC, jak i w syndykacji, często wymieniając się dowcipami z Paulem Lynde. Ona guest-starred na wiele serii, w tym Starsky & Hutch, Baretta, McMillan & Wife, Cybill i Murder, She Wrote i wiele odcinków The Love Boat i miłość, American Style. Miała główną rolę w 25. odcinku trzeciego sezonu wznowienia The Twilight Zone z 1985 roku, zatytułowanym „Many, Many Monkeys”.
Jej filmy fabularne obejmują Forever Young, Forever Free (1975), Hot Lead and Cold Feet (1978), The North Avenue Irregulars (1979) i The Power Within (1995). Miała również wiele głównych ról w filmach telewizyjnych made-for-television.
Valentine kontynuuje pracę w telewizji i na scenie. Wystąpiła wspólnie z Johnem Larroquette w filmie telewizyjnym Hallmark Channel z 2004 roku, Wedding Daze. Występowała na scenie w wielu produkcjach, w tym w Romantic Comedy na Broadwayu i National Tour, Breaking Legs Off-Broadway i National Tour oraz w produkcji Steel Magnolias w Los Angeles.