Фамилия Валерий — редкий случай, когда личное имя стало фамилией без каких-либо изменений. Это так называемая «окаменевшая» форма имени в именительном падеже. В русской традиции фамилии чаще образовывали от имени отца с помощью суффиксов (-ов, -ин, -ский), но существовал и другой путь: если человека звали, например, Валерий, то его сын или внук мог получить фамилию просто по имени предка, без переделки. Такие фамилии встречаются нечасто и обычно указывают на позднее оформление — в XIX–XX веках, когда крестьянам или мещанам давали фамилии по документам, и чиновник записывал имя как есть.

Основа фамилии — латинское имя Valerius, которое восходит к глаголу valere — «быть сильным, здоровым, крепким». В Древнем Риме это было родовое имя знатного патрицианского рода Валериев, давшего Риму нескольких консулов и императоров. В русский именослов имя Валерий попало через православные святцы, хотя и не было широко распространено до середины XX века. Именно поэтому фамилия Валерий встречается редко: до революции имя было нечастым, а фамилии от него образовывали ещё реже.

Словообразовательная модель здесь минималистична: суффикса нет, окончание нулевое. Фамилия стоит в мужском роде, склоняется как существительное второго склонения (Валерия, Валерию). В женском варианте фамилия не склоняется, если принадлежит женщине, — это общее правило для русских фамилий на согласный. Из-за редкости фамилию Валерий часто путают с именем, что порождает бытовые курьёзы: человека с такой фамилией могут упорно называть по имени, думая, что он представляется.

География фамилии невелика. По данным переписей и телефонных справочников, носители фамилии Валерий встречаются в основном в центральной России и на юге, единичные случаи — на Украине. В некоторых семьях фамилия могла возникнуть как русификация польской или белорусской фамилии Walery, но это скорее исключение. Основная версия — что предок носителя фамилии был либо крещёным под именем Валерий, либо получил фамилию при советской паспортизации, когда имя отца или деда записали без изменений.