Los siguientes 7 años lo vieron como trompetista, guitarrista y bajista de una gran cantidad de héroes y heroínas de la música latina, como Willie Rosario, Charlie Palmieri, la Orquesta Riverside de Ray Barreto y Tito Rodríguez, además de escribir arreglos para temas de Rosario y Willie Bobo. En 1965 debuta con su propia orquesta, con la que saca dos discos en el mismo año, la segunda de ellas a través de un nuevo sello, Fania, propiedad del músico Johnny Pacheco y el abogado Gerald "Jerry" Masucci.
Siendo que a comienzos de la década Valentin contribuyó con arreglos para algunos temas de Pacheco, fue lo más natural que editara sus discos por el nuevo sello de este. Y a pesar de que Bobby Valentín se mudo con su orqueta a Puerto Rico en 1968, seguía haciendo frecuentes viajes a New York para grabar para Fania, además de trabajar y arreglar temas para la banda del sello, la Fania All-Stars, a la que ayudó a definir el sonido a través de su bajo, en discos clasicos de la década del ´70 como el Tributo a Tito Rodríguez o el disco en vivo en el Yankee Stadium.
En 1978 comienza a grabar para su propio sello, Bronco Records, a través del cual grabó "La boda de ella", tema que se convirtió en una de los más importantes de su carrera. A pesar de que su colaboración con Fania continua hasta bien entrados los ´90, Valentin se preocupo de armar un buen conglomerado de artistas en su propio sello, incluyendo nombres del calibre de Willie Rosario y la Orquesta Mulenze. En la actualidad, Valentin sigue girando con su banda por el mundo, además de continuar con su carrera de arreglador, tanto en Puerto Rico como en New York, trabajando sobre material de Willie Colon, Ismael Miranda y Cheo Feliciano entre muchos otros.