Né de parents immigrés italiens, il débute comme chef opérateur en 1924, sous le nom américanisé de Joseph Valentine (parfois avec l'initiale A intercalée), contribuant à plus de soixante-dix films américains — dont bon nombre au sein d'Universal Pictures —, le dernier sorti en 1949, année de sa mort.
En 1949, Joseph Valentine gagne l'Oscar de la meilleure photographie (partagé) pour Jeanne d'Arc de Victor Fleming (1948, avec Ingrid Bergman dans le rôle-titre) — il avait déjà eu trois nominations précédemment : voir la rubrique "Distinctions" ci-dessous —. Moins de deux mois après la cérémonie de remise de cet Oscar, il meurt prématurèment d'une crise cardiaque.
