Rojen je bil v kranjski plemiški (kasneje baronski) rodbini. Oče Jernej je bil lastnik gospostva Medija, mati je bila baronica Ana Marija Ravbar s Krumperka. Otroštvo je preživljal na gradu Medija pri Izlakah. Šolal se je na jezuitski gimnaziji v Ljubljani in se kot prostovoljec udeležil bojev s Turki, skoraj 14 let potoval po Evropi in severni Afriki, po vrnitvi pa je skupaj s prvo ženo Ano Rozino Graffenweger von Graffenau z gradu Slatna pri Litiji leta 1672 kupil gradove Bogenšperk pri Litiji, Črni potok in Lichtenberg. V zakonu se jima je rodilo devet otrok, a jih je pet umrlo že v mladih letih. Po smrti prve žene se je poročil z baronico Ano Maksimilo Zetschker z gradu Vrhovo pri Šentjerneju na Dolenjskem ter imel z njo še tri otroke, od katerih je eden že zgodaj umrl.
Na Bogenšperku si je uredil knjižnico, zbirko grafičnih listov, fizikalnih inštrumentov in starin ter leta 1678 ustanovil prvo tovrstno grafično podjetje na Slovenskem. V bakroreznici je imel zaposlenih nad deset domačih in tujih mojstrov ter z njihovimi bakrorezi opremil svoje knjige. Izdal in napisal je šest zgodovinsko-topografskih del o Kranjski in Koroški ter tri umetnostna dela. Zemljevidi Kranjske, Koroške in Hrvaške, ki jih je izdelal na podlagi lastnih meritev in risb ter jih priložil h knjižnim izdajam, pomenijo velik korak naprej.
Med njegovimi deli zavzema prvo mesto Die Ehre dess Hertzogthums Crain (Slava vojvodine Kranjske), 1689, ki je prvi sistematični prikaz slovenske zgodovine, ozemlja in načina življenja. Delo je pisano v nemškem jeziku, obsega 15 knjig v 4 zajetnih zvezkih, ki skupaj štejejo 3532 strani, s 528 ilustracijami.
Kot pomemben znanilec razsvetljenske miselnosti na Slovenskem se je ukvarjal tudi s tehničnimi načrti in izumi. Med drugim je vizionarsko napravil načrt za predor pod Ljubeljem, ki pa ni bil realiziran. V letih 1684 in 1685 je intenzivno raziskoval Cerkniško jezero, pri čemer je navezal stike s Kraljevo družbo v Londonu ter bil na podlagi razprave o Cerkniškem jezeru leta 1687 izvoljen za njenega častnega člana.
Zaradi ogromnih stroškov njegove zbirateljske, znanstvene in založniške dejavnosti je moral v letih 1689–1692 vse svoje posesti, knjižnico in grafično zbirko prodati in je nato kupil hišo v Krškem, kjer pa je v starosti 52 let kmalu zatem umrl. Mesto pokopa ni povsem razjasnjeno – pokopan naj bi bil v družinski grobnici v grajski kapeli v Mediji, obstaja pa tudi domneva o njegovem pokopu v kripti cerkve sv. Janeza Evangelista v Krškem.
Valvasorjeva bogata knjižnica in obsežna grafična zbirka se nahajata v Metropolitanski knjižnici v Zagrebu. Njegov življenjski opus se uvršča med najpomembnejše stvaritve na Slovenskem. Slavo vojvodine Kranjske je v letih 1877–1879 ponatisnil novomeški tiskar in založnik Janez Krajec, v letih 2009–2014 pa je bilo to izjemno delo prevedeno v slovenski jezik. Novomeška pisateljica Tita Kovač Artemis je o njem napisala biografski roman Spomini barona Valvasorja (1973). Po njem se med drugim imenujeta knjižnica v Krškem ter nagrada za življenjsko delo na muzejskem področju in za izjemne prispevke pri ohranjanju in predstavljanju premične kulturne dediščine.
Dominicae Passionis Icones, 1679
Topographia Ducatus Carnioliae modernae, 1679
Topographia arcium Lambergianarum, 1679
Ovidii Metamorphoseos icones, 1680
Topographia Archiducatus Carinthiae modernae, 1681
Topographia Carinthiae Salisburgensis, 1681
Theatrum mortis humanae tripartitum, 1681
Topographia Archiducatus Carinthiae antiquae et modernae completa, 1688
Die Ehre dess Hertzogthums Crain, 1689
Enciklopedija Slovenije: zv. 14: U-We. Ljubljana: Mladinska knjiga, 2000, str. 131–134.
Reisp, B. Kranjski polihistor Janez Vajkard Valvasor. Ljubljana: Mladinska knjiga, 1983.
Golec, B. Janez Vajkard Valvasor na Dolenjskem in njegovo tamkajšnje neznano potomstvo. Rast: revija za literaturo, kulturo in družbena vprašanja, februar 2009-december 2009, Letnik 20, št. 1-6.
Slovenska književnost. Ljubljana: Cankarjeva založba, 1996, str. 489–490.
Slovenski biografski leksikon: 13. zv.: Trubar– Vodaine. Ljubljana: Slovenska akademija znanosti in umetnosti, 1982, str. 345–354.