В 1874 году Вильгельм Валентинер провел успешную немецкую экспедицию в Чифу (Китай), чтобы наблюдать солнечное затмение.
В 1875 году он взял на себя руководство обсерватории Мангейма. Так как условия наблюдения в центре города Мангейма были неудовлетворительными, в 1880 году великий князь Фридрих I Баденский одобрил просьбу Вильгельма перемещения обсерватории в город Карлсруэ. Телескоп был расположен в импровизованном бараке на территории парка. Вильгельм Валентинер, на то время уже профессор Университета Карлсруэ, недовольный тем, что новая обсерватория так и не была построена, решает перенести строительство к холму Кёнигштуль в городе Гейдельберг, где и была создана «Groherzoglichen Bergsternwarte» (теперь Обсерватория Хайдельберг-Кёнигштуль).
В 1898 году Валентинер руководит отделением астрометрии, которое было конкурентом астрофизического отделения той же обсерватории, которым руководил Макс Вольф.
В 1909 году Валентинер становится профессором-эмеритом, а два отделения обсерватории объединяют в одно.