Diplômé de l’IEP de Paris, Guillaume VALETTE-VALLA est également titulaire d’un master en droit, d’un master de la London School of Economics, d’une licence de philosophie et d’un certificat d’aptitude à la profession d’avocat (Capa).

À sa sortie de l’École nationale de la magistrature, il fut d’abord nommé substitut du procureur de la République du Tribunal de grande instance de Bobigny (2007-2010) avant d’être affecté en tant que substitut à la direction des affaires criminelles à la direction des affaires criminelles et des grâces du ministère de la Justice (2010-2012). Il devient par la suite conseiller au cabinet du ministre délégué auprès du Premier ministre, chargé des Relations avec le Parlement entre 2012 et 2014.

En 2014, il est nommé secrétaire général de la Haute Autorité pour la transparence de la vie publique (HATVP). Il est également désigné rapporteur général du rapport remis, en janvier 2015 sur l’exemplarité des responsables publics « Renouer la confiance publique ».

Rue Cambon, Guillaume VALETTE-VALLA est d'abord conseiller référendaire (2018) avant d’être nommé secrétaire général adjoint de la Cour des comptes en 2020.

Guillaume VALETTE-VALLA succède à Maryvonne LE BRIGNONEN à la tête de la cellule de renseignement financier (CRF) française.