C 1988 по 1995 года играл за челябинский хоккейный клуб «Трактор». За свою игровую карьеру провёл 9 игр за московский ЦСКА. Всего в чемпионатах СССР и России — 178 игр, 56 голов, 61 передача. В 1993 и 1994 годах входил в символическую первую пятёрку «Всех Звёзд» лучших игроков чемпионатов России.
В 1993 году становился чемпионом мира в составе сборной России (8 игр, 4 гола, 5 передач). В 1994 году представлял сборную России в Олимпийских Играх. Серебряный призер молодёжного чемпионата мира 1991 года. Также участвовал в чемпионатах мира 1996, 1999, 2001 и 2002 годов. Серебряный призёр 2002 года.
В Северной Америке играл за команды из Сан-Диего, Лонг Бича (IHL) и Балтимора (AHL). С 1997 по 2000 года игрок магнитогорского «Металлурга». В период с 2000—2002 выступал за «Ладу» и московское «Динамо», после чего снова вернулся в «Магнитку». Лучший сезон 2003-04 гг в составе «Металлурга» — 40 очков (15+25) в 60 матчах.
В 1992-м он осмелился уехать от самого Виктора Тихонова, слава которого от побед «ЦСКА» и сборной грохотала на весь мир. Карпов вернулся в родной Челябинск и вместе с «Трактором» громил само столичное «Динамо».
Валерий защитил диссертацию на тему: «Совершенствование средств саморегуляции психического состояния хоккеистов высшей квалификации в игровой деятельности». Партнеры по команде хихикали, узнав о его замыслах. Но Карпов не отступился и 14 июня 2002 года получил ученую степень. Теперь он кандидат педагогических наук. Дальше в науке, как сказал сам, пойдет по окончании хоккейной карьеры.
В 2001 году он приехал в логово чуть ли не главного врага — в стан московского «Динамо». Правда, быстрота и циничность отлучения Карпова от «Динамо» осенью 2001-го и возвращение его, участника пяти первенств планеты, в Магнитогорск — сюжет не для слабых. Валерий победил обстоятельства. И в сезоне 2004 года ему доверили быть капитаном в «Магнитке», отобрав букву «К» на свитере у непререкаемого авторитета Евгения Корешкова. А это уже говорит об авторитете Валерия.
Летом 2006 года вел переговоры с «Салаватом Юлаевым», но уфимцам не подошел и принял решение завершить игровую карьеру.
В сезоне 2009 года работал менеджером клуба КХЛ «Автомобилист».
Заслуженный мастер спорта. Воспитанник СДЮШОР «Трактор». Первый матч за команду мастеров сыграл в 1989 году.
Чемпион Мира 1993 года, серебряный призер ЧМ 2002 года. Попал в символическую сборную ЧМ-1993. Участник пяти чемпионатов мира.
Двукратный обладатель Кубка европейских чемпионов в составе «Металлурга», двукратный чемпион СССР среди молодежных команд, бронзовый призер чемпионата России 1993 года в составе «Трактора». Чемпион России сезона 1999/2000 — «Металлург». Чемпион России в высшей лиге 2005/06 в составе «Трактора». Выступал также за «Динамо» и «Ладу».
Выбран на драфте 1993 года под № 56 «Анахаймом». В 1994—1997 играл за «Майти Дакс» в одном звене с Полом Карией, но получил травму после которой не сумел вернуться в состав «Анахайма». Забросил за 79 матчей 14 шайб, сделал 15 передач.
В 1996 окончил ЧГИФК по специальности тренер-преподаватель по хоккею с шайбой. В 2002 защитил кандидатскую диссертацию.