Valdés trabajó entre 1948 y 1957 como pianista y arreglador de la orquesta de Armando Romeu en el Club Tropicana, para después formar su propia big band: Sabor de Cuba. A lo largo de su carrera musical trabajó con figuras como Beny Moré, Rolando Laserie y Nat King Cole, entre otros.

El director español Fernando Trueba lo redescubrió en 2000 con su película "Calle 54". A partir de ahí fueron frecuentes las colaboraciones de Bebo con el cineasta. A él le dedicó el director español el documental de animación "Chico & Rita", dirigido junto con el diseñador Javier Mariscal y cuya banda sonora es del propio Bebo.

"Lágrimas negras", el disco con Diego "El Cigala", que se publicó en 2003, fue uno de los más exitosos de su carrera, a lo largo de la cual ganó siete premios Grammy, entre otros galardones. "Se ha ido con la calidad de genio que le caracterizaba", dijo "El Cigala" tras conocer la noticia de su muerte. Es una "pérdida irreparable", se lamentó el artista español, quien recordó que el pianista le había pedido que no llorase cuando muriera: "Quería que se le recordara bailando".

En 2009, Bebo grabó con su hijo Chucho Valdés, otro gran pianista, "Juntos para siempre", el primer disco completo de ambos en común, que les valió el Grammy Latino al mejor álbum de jazz.