Parece que fue maestro de capilla en la iglesia parroquial de Mataró y que en 1688 se encontraba en la catedral de Gerona. Fue nombrado maestro de capilla de Santa María del Mar en 1696 y el 22 de diciembre del mismo año pasó a sustituir en la catedral de Barcelona a Joan Barter, que probablemente había sido maestro suyo; el 18 de febrero del 1709, por la muerte de Barter, consiguió el propio nombramiento a perpetuidad.

Edición discográfica de obras de Francesc Valls

Su estancia en la catedral de Barcelona fue muy fructífera, tanto en lo que se refiere a su actividad compositiva como en el apartado de organización y funcionamiento de la capilla de música. En este aspecto, hay que señalar como una dato importante, la presencia de la corte del archiduque Carlos de Austria en la ciudad condal desde 1705. Éste instituyó su propia capilla de música en Barcelona y puso al frente de ella al napolitano Giuseppe Porsile. Las dos capillas actuaron conjuntamente en varias ocasiones; la continuada presencia de Porsile y sus músicos posibilitó a Valls el contacto directo con la música italiana de aquella época, la cual influyó no sólo en su propia obra sino también en la de sus discípulos, especialmente en Pere Rabassa (1685-1767) y Jaume Casellas (1690-1762), dinamizando y modernizando los parámetros de la composición tradicional hispánica. Se jubiló el 1726, aunque siguió siendo propietario de la plaza hasta la muerte. Discípulo de Francesc Valls, además de los mencionados, fue Domènec Terradellas.

Autor con una gran producción, la obra más conocida de Valls es la “Misa Scala Aretina” (1702). La misa logró una cierta notoriedad por la controversia que causó la innovación formal que Valls hizo en ¡una única nota! Esta innovación, por otro lado, no fue un hecho aislado en la producción de Francesc Valls, un compositor que no dudó en romper el inmovilismo formal de muchos autores de su tiempo. La mayoría de los músicos y compositores, que formaron parte de la polémica, se decantaron en favor de la licencia de Valls. Una consecuencia importante desatada por la polémica fue el conocimiento y difusión de la obra de Francesc Valls.

El 22 de febrero de 1726 pidió la jubilación al cabildo barcelonés, arguyendo los treinta años de servicios prestados y su delicada salud; su petición fue atendida el 14 de marzo del mismo año, aunque el cabildo le rogó que no abandonara la composición ni rompiera su vinculación con la capilla de música. Le sucedió en el cargo Josep Pujol, discípulo suyo.

Josep Pavia i Simó atribuye a Valls un total de 382 partituras, de las que 266 son oratorios. Además de los oratorios, también escribió una treintena de misas, varios Magníficats, y salmos. La mayor parte de su obra es de carácter religioso, aunque también compuso algunas cantatas. Miembro de la Academia de los Desconfiados (creada en 1700), compuso música para poemas escritos por otros miembros.

En la Biblioteca de Cataluña y en los archivos de Montserrat, Canet de Mar, Cervera, Tarragona, Villafranca del Panadés y Manresa se conservan muchas partituras de Valls.

Durante los años posteriores de su jubilación (1726) se dedicó a redactar el “Mapa harmónico práctico”, que quedó inédito pero cuyos contenidos disfrutaron de una notable difusión. La obra debió de estar terminada hacia 1741, puesto que va precedida de un prólogo de Gregorio Santisso Bermudéz (antiguo maestro de capilla de la catedral de Sevilla y partidario de Valls en la polémica de la “Misa Scala aretina”), firmado en Lugo el 22 de octubre de 1742.

El “Mapa harmónico” es uno de los puntos de reflexión más importantes (junto a los tratados de Rodríguez de Hita, Roel del Río y Rabassa) para el conocimiento de la estética hispánica del Barroco, a la vez que representa el testimonio excepcional de un compositor cuya polémica notoriedad le convirtió en piedra de toque para todos los músicos de su generación. En la obra reproduce gran cantidad de obras suyas como sustento de sus tesis y lo aprovecha para continuar rebatiendo los ataques que había recibido por sus innovaciones en la “Misa Scala Aretina”.

La crítica lo ha considerado un compositor clave en la música catalana de la época, tanto por el lugar donde ejercía (la Catedral de Barcelona) como por el conocimiento que tuvo de las nuevas corrientes musicales en Francia, Italia y Alemania. Es uno de los máximos exponentes de la música barroca en Cataluña. En algunas composiciones utilizó el llamado "canon cancrizante o retrógrado", donde la melodía principal se superpone a otra que es exactamente igual pero que procede de forma retrogradada desde el final, es decir el canon mantiene una simetría tal que si se tocara de forma invertida el único cambio sería que una de las voces tomaría la melodía de la otra y viceversa. El “canon del cangrejo” (Crab Canon) fue utilizado también por Johann Sebastián Bach.