Nace en Mérida (19-2-1909), donde su padre era notario. A los seis años de edad sufre la poliomielitis, cuyas secuelas físicas (lo dejará cojo) y emocionales marcan su vida y su poesía, pues comprueba demasiado pronto la fragilidad del ser humano y la necesidad de buscar a Dios, para averiguar las razones de tan estremecedora indefensión.

Muerto su padre, marcha a Cáceres con su familia, donde se relaciona con los filósofos Pedro Caba y Eugenio Frutos, que le descubren las generaciones del 14 y del 27, respectivamente, y el Existencialismo a través de Kierkegaard y Unamuno que lo inducen a pensar que su concepción existencial de la vida no era un hecho aislado sino que el peso de la existencia venía conformando todo un movimiento filosófico desde un siglo atrás.

Valhondo comienza a escribir poesía cuando es destinado a Trevejo en 1934 y se encuentra con la soledad. Esta situación emocional lo llevará a escribir Canciúnculas, su primer libro de poemas, donde recoge las influencias de sus lecturas y apunta asuntos claves en su obra lírica como la imagen de un árbol solo. Sobre 1935 compone Las siete palabras del Señor, que es producto de una profunda crisis religiosa, y después Pulsaciones, donde insiste en sus intranquilidades espirituales.

Desde Trevejo desarrolla una intensa relación epistolar con el grupo Corcel de Valencia, donde edita sus primeros poemas fuera de Extremadura, y con los componentes de Intimidad poética de Alicante, que dan a la luz Hojas húmedas y verdes, su primer libro editado. Además conecta con focos literarios e intelectuales de España y se relaciona con poetas de la talla de Vicente Aleixandre, José Hierro, José María Valverde, José Luis Hidalgo, Gabriel Celaya o Julio Mariscal Montes. En 1945 funda la revista Alcántara de Cáceres con Fernando Bravo, José Canal y Tomás Martín Gil «para recoger y difundir el resurgir extremeño» que venían observando en el ámbito de la cultura regional.

En 1954, recibe una carta de Juan Ramón Jiménez donde le elogia su libro La esquina y el viento y su estilo cálido y natural. En 1957 edita La montaña, después de asistir a un curso de verano en la Universidad de Santander, donde entabla una entrañable relación con prestigiosos catedráticos como Lázaro Carreter, Alarcos Llorach y Muñoz Alonso, director del curso.

En 1960 se traslada a Mérida donde continúa su labor de maestro-poeta y desarrolla una gran actividad literaria. En 1961 edita Aurora. Amor. Domingo, donde recoge sus imperantes deseos de volver a su ciudad natal. Luego se relaciona con el grupo poético Rocamador de Palencia, que le edita El secreto de los árboles (1963). En 1965, se traslada a Badajoz y entra en contacto con el grupo Álamo de Salamanca que le publica ¿Dónde ponemos los asombros? (1969) y con el grupo Ángaro de Sevilla que le edita La vara de avellano (1972).

En 1979 da a la luz su libro cumbre, Un árbol solo; se presenta a la elecciones con la UCD y consigue ser teniente de alcalde y concejal de cultura del ayuntamiento de Badajoz, desde donde quería resolver los problemas de la gente de la calle y poetizar la Política, pero poco después se retira decepcionado.

En 1988 recibe en el teatro romano de Mérida la Medalla de Extremadura. En 1992, termina su último libro de poemas, Huir, que es una despedida. El 23 de julio de 1993 muere en Badajoz y es enterrado en Mérida bajo esta inscripción: «Ya soy tierra extremeña», síntesis del amor por su tierra y del sentido trascendente con que concebía la vuelta a su origen.