[1]​ Entre otros reconocimiento a su carrera, Valero ha recibido el prestigioso premio Eckert-Mauchly -el mayor galardón a nivel internacional en Arquitectura de Computadores - "por su extraordinario liderazgo en construir un centro de investigación de Arquitectura de Computadores de talla mundial, por las contribuciones fundamentales en las áreas de computación vectorial y multi-hilo, y por ser pionero en nuevos enfoques básicos para el paralelismo a nivel de instrucción”.

[2]​ También ha ganado el premio de supercomputación Seymour Cray (2015) “en reconocimiento a sus contribuciones fundamentales en el campo de las arquitecturas vectoriales, procesadores súper-escalares, procesadores multithreaded y procesadores Very Long Instruction Word” ;[3]​ el premio Charles Babbage (2017), por "sus contribuciones a la computación paralela a través de brillante trabajo técnico, tutoría de estudiantes de doctorado, y la construcción de un increíblemente productivo entorno de investigación europeo"; el premio Goode (2009) “por sus contribuciones fundamentales a las arquitecturas de procesadores vectoriales, out-of-order, de multi-procesamiento y VLIW”,[4]​ el Distinguished Service Award (2012) de la Association for Computing Machinery (ACM), por “el extraordinario liderazgo de iniciativas en materia investigación y educación en informática de alto rendimiento”,[5]​ el Premio Nacional de Investigación Julio Rey Pastor en Matemáticas, Tecnologías de la Información y Comunicaciones (2001),[6]​ el Premio Nacional de Investigación Leonardo Torres Quevedo de Ingeniería (2006)[7]​ y el Premio Rey Jaime I a la investigación básica (1997).

Su investigación abarca diferentes conceptos del mundo de la Arquitectura de Computadores, disciplina en la que ha publicado más de 700 artículos entre revistas, congresos y libros.

En 2013 recibió una ERC Advanced Grant del Consejo Europeo de Investigación, para llevar a cabo el proyecto ’ sobre nuevas técnicas para construir chips multi-núcleo y los superordenadores del futuro.

En 1998 fue nombrado “Hijo Predilecto” del municipio y en 2005, el colegio de la localidad fue bautizado con el nombre de CEIP Mateo Valero.