Выпускник Казанского государственного университета 1954 года.
В 1953—1964 годах (последовательно) старший преподаватель, доцент, заведующим кафедрой физики Казанского педагогического института. Кандидат физико-математических наук (1958), доктор физико-математических наук (1963).
В 1965—1978 годах первый директор НИИ молекулярной электроники и завода «Микрон».
В 1967—1981 годах основатель и первый заведующий кафедрой интегральных полупроводниковых схем (ныне кафедра интегральной электроники и микросистем) МИЭТ.
В 1977—1983 годах — заведующий сектором микроэлектроники Физического института им. П. Н. Лебедева, а в 1984—1988 годах — заведующий лабораторией (отделом) микроэлектроники Института общей физики. В 1986 году — директор-организатор Института микроэлектроники АН СССР в Ярославле.
В 1988 году отдел был выделен в Физико-технологический институт, и Валиев стал его первым директором. В 2005 году он передал руководство Александру Александровичу Орликовскому, став научным руководителем института.
В 1989—1992 годах одновременно с работой во ФТИАНе Валиев в связи со скоропостижной кончиной Бориса Васильевича Баталова временно исполняет обязанности директора зеленоградского НИИСАПРАН.
Заведующий кафедрой физических и технологических проблем микроэлектроники МФТИ и кафедрой квантовой информатики МГУ.
Член-корреспондент АН СССР (1972), академик АН СССР (1984), академик РАН (1991).
Главный редактор журнала «Микроэлектроника».
В 1954—1991 годах член КПСС.