29 listopada 2018 roku klub wykupił go z Montevideo City Torque. Girona FC Valentín Castellanos 25 lipca 2022 roku dołączył do Girony FC, która właśnie awansowała do Primera División, na zasadzie rocznego wypożyczenia. 25 kwietnia 2023 roku zapisał się w historii, strzelając 4 gole w meczu przeciwko Realowi Madryt, który Girona wygrała 4:2. Był to wyjątkowy wyczyn, ponieważ stał się pierwszym zawodnikiem, który zdobył 4 bramki przeciwko Realowi w meczu ligowym od grudnia 1947 roku. Wówczas Esteban Echevarría strzelił 5 goli dla Realu Oviedo w zwycięstwie 7:1 nad „Królewskimi”.
S.S. Lazio 21 lipca 2023 roku Valentín Castellanos przeszedł do S.S. Lazio na stałe, a kwota transferu wyniosła 15 milionów euro.
Kariera reprezentacyjna Argentyna U-23 W październiku 2019 roku Valentin Castellanos otrzymał swoje pierwsze powołanie do reprezentacji Argentyny U-23 od trenera Fernando Batisty na towarzyski mecz przeciwko reprezentacji Meksyku U-22.