Valhammer ble innvalgt i Bergen bystyre i 2011 og gjenvalgt i 2015 og 2019. I perioden 2017–2019 ledet han Arbeiderpartiet i Bergen. 16. august 2018 ble han utnevnt som byråd for barnehage, skole og idrett i Harald Schjelderups byråd, en post han tidligere hadde vikariert i. Ved kommunestyrevalget i 2019 var Valhammer førstekandidat og byrådslederkandidat for Arbeiderpartiet.