W 1988 po ukończeniu Podyplomowych Studiów Operacyjno-Strategicznych w Akademii Sztabu Generalnego WP został skierowany do służby w Dowództwie 2 Korpusu Obrony Powietrznej w Bydgoszczy, gdzie objął stanowisko zastępcy dowódcy korpusu. W 1992 objął funkcję dowódcy 2 Korpusu OP. W tym samym roku mianowany na stopień generała brygady. Dowodzony przez niego korpus zdobył tytuł przodującego w tym rodzaju sil zbrojnych. W roku 1995 otrzymał przydział służbowy na stanowisko zastępcy dowódcy Wojsk Lotniczych i Obrony Powietrznej–szefa Wojsk Lotniczych.
W roku 1996 uzyskał nominację na stopień generała dywizji. Współautor programu modernizacji sił powietrznych oraz dostosowania do współdziałania z NATO. Był konsultantem w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. Od 1999 był w dyspozycji ministra obrony narodowej. W listopadzie 1999 Wojskowa prokuratura postawiła mu i innym wojskowym zarzuty o nieumyślne spowodowanie katastrofy „Iskry”, w wyniku której 11 listopada 1998, w dniu Święta Niepodległości zginęło dwóch pilotów. 9 września 2004 w Warszawie minister obrony narodowej Jerzy Szmajdziński przyjął gen. dyw. Mieczysława Walentynowicza wraz z grupą generałów, w tym gen. bryg. dr. nauk med. Andrzeja Trybusza, w związku z zakończeniem zawodowej służby wojskowej.