Aunque se forma artísticamente en la ciudad hispalense, posiblemente en el taller de Herrera el Viejo, su primera obra, absolutamente barroca, se registra en Córdoba mostrando la influencia del naturalismo de éste último, de Ribera y Zurbarán, con una tendencia al tenebrismo, a los volúmenes monumentales, con colorido poderoso y sin matices. En 1656 el traslado de Zurbarán y Herrera el Viejo a Madrid abre mayores oportunidades, trabaja de forma permanente en Sevilla, donde se introduce en los círculos artísticos y en la vida cultural de la ciudad, figurando entre los Fundadores en 1660 de la Academia de Pintura de Sevilla que pasaría a presidir tras la marcha de Murillo. En Sevilla, Valdés Leal se entrega al barroco más puro con predominio del tema religioso. Su estilo se caracteriza por una la pincelada ligera, un especial interés por la expresividad inclinándose hacia lo dramático, creando composiciones dinámicas con gran sentido del movimiento, brillantez de colorido y una iluminación efectista. En 1667 ingresó en la Hermandad de la Santa Caridad de Sevilla institución para cuyo Hospital realizó algunas obras. Con una sensibilidad pictórica inclinada a lo dramático fue maestro relevante de la escuela sevillana a finales del siglo XVII, siendo, á la vez que renombrado pintor, escultor de fama, arquitecto y decorador notabilísimo. En 1682 muere Murillo por lo que Valdés Leal queda como el pintor más importante de Sevilla hasta su muerte en 1690.