曾派赴墨西哥阿拉莫戈多参与三位一体核武计画，监督世界上第一个核子武器引爆的安全问题。此外，他领导曼哈顿计画的调查小组，负责评估广岛市和长崎市原子弹爆炸的影响。1946年，他担任联合特遣部队的放射安全部门最高领导人，亲自督促美国在比基尼环礁的核试验——十字路口行动。1947年，瓦伦成为洛杉矶加利福尼亚大学的首位医学院院长。在他的领导下，医学院从一所新设、没没无闻的学术单位，迅速发展、跻身主流。瓦伦在1962年受任为卫生服务部长。1963年至1965年间，他先后担任美国总统约翰·甘迺迪和林登·詹森的特别助理