Han tok en svært bra artium i 1906 med Stf i både tysk og latin, og flyttet samme år til Kristiania, hvor han meldte seg på studier i filosofi, tysk og fransk. Lærerne ventet seg mye av ham som filolog, men da han leste harmonilære, kontrapunkt og komposisjon hos Catharinus Elling, støttet denne ham i at det var musiker han skulle bli. Elling likte å spille sin egen musikk for Valen som etter hvert avbrøt sine filologistudier for å vie seg til musikken. På samme tid fikk han undervisning i klaver- og orgelspill ved musikkonservatoriet, og avla organisteksamen der våren 1909 med Bachs store A-moll preludium og fuge.