Les preuves de la présence d'hommes au Ve millénaire av. J.-C. sur la colline du château de Tourbillon laissent penser que la colline de Valère était également occupée à la même période. Les tessons de céramique, fragments de bracelets et foyers retrouvés sur le site de Valère prouvent que le lieu était occupé au moins temporairement au cours de la préhistoire. L'utilisation continue du site de Valère pendant huit siècles a cependant rendu difficile la lecture de l'évolution du bourg. Certains tessons de céramique rendent probable une utilisation de la colline à l'époque romaine et de nombreuses hypothèses ont laissé entendre que certaines maçonneries du château auraient à l'origine fait partie d'un castrum ou d'un temple romain. Aucune fouille archéologique n'a cependant relevé de constructions antérieures au XIe siècle[1].

Le nom propre « Valère » est d'origine inconnue. Il est parfois associé à Valérie (en latin « Valeriana »), mère du consul romain Titus Campanius Priscus Maximianus, qui a érigé un monument à Sion à la mort de son fils[2],[3],[4].

La construction de l'église commence à la fin du XIe siècle et se déroule en plusieurs chantiers. Elle est complétée au milieu du XIIIe siècle. À l'exception de la chapelle latérale nord, l'église n'est dès lors plus modifiée. Les premières habitations sur le site sont probablement faites de bois car elles n'ont laissé aucunes traces. Des habitations en pierre sont quant à elles datées du début du XIIIe siècle. Les différents murs d'enceinte et les quatre tours d'angle sont achevées à la fin du XIIIe siècle. Enfin, le bâtiment au nord du château est construit vers 1300[5].

 

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L'ensemble du site de Valère fait l'objet, depuis 1987, d'une campagne de restauration dont la cinquième étape, acceptée par le Parlement valaisan le 15 mars 2015, débute en 2016[6]. Devenu muet, l'orgue ancien a fait l'objet d'une restauration en 1954 par la manufacture alémanique Kuhn, qui permet de l'utiliser à nouveau. Les panneaux peints du buffet (du peintre fribourgeois Peter Maggenberg vers 1435), le vantail gauche, représentant le mariage mystique de Sainte Catherine, patronne de Sion et du Valais, et le vantail droit, représentant l'apparition du Christ à Marie-Madeleine qui le prend pour un jardinier, ont été restaurés par les soins du Kunstmuseum de Bâle. En 2001-2002, l'ingénieur Jean-Luc Sandoz du groupe CBS-Lifteam expertise l'ensemble des structures bois des bâtiments avec le Sylvatest en vue de sa restauration[7],[8].

Dans le cadre de la troisième campagne de réhabilitation du site, il a bénéficié d'une restauration complète en 2004 par la manufacture Füglister de Sion. C'est également à la même date 2003 que la rose polylobée qui le surplombe, probablement murée au XVe siècle, a été rouverte. À cette occasion, elle a été ornée d'un vitrail du verrier Michel Delanoë[9] et d'une intervention de l'artiste Marie Antoinette Gorret[6].