Estudià a Barcelona amb Lluís Millet i Enric Morera. El 1924, per defugir el servei militar, es traslladà a París, on continuà els estudis de composició a la Schola Cantorum amb Albert Roussel i Vincent d'Indy, mentre es guanyava la vida com a violoncel·lista. En establir-se la Segona República, Josep Carner fou nomenat cònsol a Le Havre i oferí a Valls el càrrec de vicecònsol. Durant la Guerra Civil tornà a Espanya per lluitar al costat dels republicans. El 1939 retornà a Le Havre, on residí la resta de la seva vida dedicat a la composició musical.
Amb Concert per a quartet de corda i orquestra (1931) guanyà el premi Eduard Garret, concedit per la Musical Found Society de Filadèlfia. L’obra, estrenada a París per l’Orquestra Lamoureux l’any 1933, s’ha interpretat en diferents ciutats europees i de l’Amèrica del Nord. Escriví Simfonia (1935), premi Generalitat de Catalunya, estrenada a Varsòvia al Festival de la Societat Internacional de Música Contemporània. Des del 1939 residí a Le Havre, dedicat a la composició musical.
Altres obres seves són Suite en sol (1935) per a piano, amb versió per a orquestra de corda, premi Concepció Rabell; Jocs d’infants, cinc peces per a piano orquestrades; el cicle de catorze cançons La inútil ofrena, de Josep Carner; el ballet El fotògraf, amb argument i decoracions d’E. Grau i Sala; l’oratori Càntics o El càntic de Dèbora i Concerto, per a violoncel i orquestra, ambdues obres premiades per la Fundació Güell, i el Concert per a piano i orquestra (1965). Valls és autor de dos quartets, de Cants I, per a dos grups de corda, Cants II, per a gran orquestra, Cants d’una presència, per a cors i orquestra, Estances, per a baríton i orquestra, amb text de Carles Riba, i del cicle de cançons Flauta de Jade I i II per a mezzosoprano i set instruments, amb texts de Josep Carner i de Marià Manent.
Seguí la línia de Béla Bartók en la incorporació del folklore i la seva música assimilà les tècniques i els estils de l’art musical del passat. Les seves composicions de grans dimensions són estructurades de manera sòlida i personal.