Вальберг родился в 1810 году. Когда ему исполнилось 9 лет, умер его отец, а через 2 года и мать. Сначала он брал частные уроки, а затем поступил в гимназию в Линчёпинге.
В 1829 году он начал изучать химию в университете Уппсалы, а через год сменил специализацию на лесоводство и сельское хозяйство.
В 1832 году он сопровождал энтомолога Карла Хенрика Бохемана в его поездке в Норвегию.
В 1833 и 1834 годах он путешествовал по Швеции и Германии, выполняя различные проекты по исследованию леса.
В период с 1838 по 1856 годы он путешествовал по южной Африке и послал тысячи экземпляров животных и растений в Швецию, в том числе крупных млекопитающих, таких как слоны, носороги, жирафы, а также тысячи видов птиц и более 8000 видов насекомых. При исследовании верхнего течения Лимпопо Вальберг был убит раненым слоном.Так как сообщение о смерти ещё не поступило в Швецию, он был избран в октябре 1856 года членом Шведской королевской академии наук. Таким образом Вальберг стал единственным членом Академии, который был избран после своей смерти.