Хуан Карлос Валерон начал карьеру в академии клуба «Лас Пальмас». В 1995 году он дебютировал во втором испанском дивизионе с первой командой клуба, где играл его брат, Мигель Анхель Валерон. Через два года он перешёл в «Мальорку», в которой дебютировал 30 августа 1997 года в матче с «Валенсией», выйдя на поле за 10 минут до конца встречи. После сезона в «Мальорке», Валерон перешёл в «Атлетико Мадрид», но команда выступала очень слабо, и через сезон «вылетела» во второй дивизион.
В 2000 году Валерон перешёл в клуб «Депортиво Ла-Корунья», с которой Валерон, уже в первом сезоне выиграл суперкубок Испании, а через два сезона выиграл кубок Короля и свой второй суперкубок страны. Блестящая игра Валерона вынудила кумира галисийских болельщиков, бразильского полузащитника Джалминью сначала «осесть» на скамьей запасных, а затем и уйти из клуба. В феврале 2004 года Валерон подписал с «Депортиво» контракт до 2011 года, пожелав выступать за клуб до завершения карьеры. Начиная с первого месяца зимы 2006 года у Валерона началась череда травм, сначала крестообразной связки колена, а затем в августе того же года, когда начался период восстановления, у Хуана Карлоса случился рецидив и 24 марта 2007 года он был повторно прооперирован. Лишь 27 января 2008 года Валерон вновь вышел на поле на 75-й минуте встречи с «Вальядолидом», спустя 133 дня с момента предыдущего выступления. В сезоне 2008-2009 Валерон уже полностью вернулся на поле и завоевал место в «основе» команды.
1 мая 2010 года Валерон подписал новый 5-летний контракт с «Депортиво».
В сборной Испании Валерон дебютировал 18 ноября 1998 года в матче с Италией, завершившийся со счётом 2:2. Всего за национальную команду он провёл 46 матчей и забил 5 голов.