Cresciuto nelle giovanili della Junior Casale Monferrato, ha esordito in Legadue a 16 anni, il 20 dicembre 2009, contro Latina. Successivamente, ha giocato nelle giovanili di Casale dal 2007 al 2011, collezionando in totale 4 presenze in prima squadra tra il 2009 e il 2011. Nel 2010-11 disputa anche il Campionato di Serie C Regionale con la maglia della Pallacanestro Trino, realizzando 18,2 punti a partita in 20 gare e conquistando la promozione in Serie C Dilettanti.
Nella stagione 2011-12 decide di trasferirsi negli Stati Uniti alla Findlay Prep High School di Henderson in Nevada. Nella sua unica stagione di high school è riuscito a battere il record di tiri da tre realizzati in una sola stagione (66) alla Findlay Prep detenuto in precedenza da Cory Joseph.
Terminata l'esperienza di high school è passato alla Ohio State University, con cui ha disputato 15 partite stagionali, arrivando a disputare il torneo NCAA 2013, perdendo la finale di West Regional. Nel 2014 rimane a Ohio State, disputando 33 partite complessive, e venendo eliminato al primo turno del torneo NCAA 2014.
Terminata la stagione universitaria, il 27 marzo 2014, viene ingaggiato dalla Pallacanestro Reggiana, squadra di Serie A.[2] Il 27 aprile successivo, ottiene il suo primo successo in campo europeo, infatti con Reggio Emilia vince l'EuroChallenge.[2]
La stagione successiva è sempre titolare nella regular season, risultando uno dei migliori della Reggiana e trascinandola ai play-off, dove al primo turno incontra Brindisi. Dopo aver perso in gara 7 la finale contro la Dinamo Sassari, vince la Supercoppa al PalaRuffini di Torino sconfiggendo l'Olimpia Milano per 80-68 e viene eletto MVP della competizione. Il 13 giugno 2016 la sua squadra viene battuta nuovamente in finale scudetto, nonostante le sue ottime prestazioni.
Il 22 giugno 2018 viene ufficializzato il suo passaggio nell'Olimpia Milano.[3]
Il 23 giugno 2021 fa ritorno nel campionato italiano, firmando con la Pallacanestro Brescia.[4] A fine stagione vince il premio di MVP del campionato, ed anche quello come Miglior Italiano, grazie alle ottime prestazioni ottenute nell'arco di tutto l'anno. Il 9 giugno 2022 rescinde il contratto con la società lombarda, con la speranza di trovare sbocchi in squadre di Eurolega,[5] salvo tornare sui suoi passi il 26 luglio successivo, firmando con Brescia un nuovo accordo biennale.[6]
Nella stagione 2022-2023 ottiene il titolo di MVP e Miglior Italiano nella Final Eight di Torino, dove il 19 febbraio 2023 contribuisce notevolmente alla storica e prima vittoria assoluta della Pallacanestro Brescia in Coppa Italia.[7]
Il 6 giugno 2023 estende il suo contratto con la Pallacanestro Brescia, firmando un accordo triennale, senza alcun tipo di uscita dal club. Dalla stagione 2023-2024, dopo il ritiro dall'attività agonistica di David Moss, diventa ufficialmente il nuovo capitano del Brescia.[8]
Della Valle ha esordito con la nazionale Under-20 all'Europeo Under-20 il 9 luglio 2013, mettendo a referto 10 punti nella vittoria contro la Francia under 20.[9] Al termine della manifestazione, vinta dall'Italia, viene nominato MVP.
^abIngaggiato Amedeo Della Valle, su pallacanestroreggiana.it, 26 marzo 2014. URL consultato il 27 marzo 2014 (archiviato dall'url originale il 24 settembre 2015).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 13 aprile 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 21 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 10 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 11 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 12 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 18 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 19 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 20 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 25 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 26 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 27 luglio 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 03 agosto 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 4 agosto 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 05 agosto 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
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^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 24 agosto 2014. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 30 luglio 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 24 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 31 luglio 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 1º agosto 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 26 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 14 agosto 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 21 agosto 2017).
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^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 28 agosto 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 21 agosto 2017).
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^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 05 settembre 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 24 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 06 settembre 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 24 agosto 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 08 settembre 2015. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 24 agosto 2017).
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^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 25 giugno 2016. URL consultato il 21 ottobre 2017 (archiviato dall'url originale il 24 agosto 2017).
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^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 24 novembre 2017. URL consultato il 24 novembre 2017 (archiviato dall'url originale il 1º dicembre 2017).
^ Ufficio Stampa FIP, Tabellino del match su FIP.it, in FIP.it, 26 novembre 2017. URL consultato il 26 novembre 2017 (archiviato dall'url originale il 1º dicembre 2017).