W reprezentacji Chile Valenzuela zadebiutował 18 lipca 1979 w przegranym 1-2 towarzyskim spotkaniu z Urugwajem. Parę tygodni później wziął udział w Copa América, w którym Chile zajęło drugie miejsce, ustępując jedynie Paragwajowi. W tym turnieju Valenzuela wystąpił we wszystkich 9 meczach: dwukrotnie w grupie z Kolumbią i Wenezuelą, dwukrotnie w półfinale z Peru oraz trzykrotnie w spotkaniach finałowych z Paragwajem.