Nel 1937 e 1938 lavora insieme all'architetto Ignazio Guidi alla progettazione della città mineraria di Carbonia (inaugurata il 18 dicembre 1938), ubicata nel sud-ovest della Sardegna, sviluppando un moderno piano urbanistico che prevedeva una popolazione di 20.000 abitanti. Nel 1938 appronta, sempre insieme ad Ignazio Guidi, il Piano regolatore di Addis Abeba del 1938.
Partecipa alla redazione della legge quadro del 17 agosto 1942 n. 1150 sull'urbanistica. Dal 1942 Valle è ispettore generale presso il Ministero dei lavori Pubblici occupandosi soprattutto di urbanistica, in particolare dell'attuazione del piano regolatore di Roma del 1931 e degli studi del nuovo piano regolatore che sarà poi adottato nel 1962. La sua influenza nelle vicende urbanistiche della Capitale dal Dopoguerra fino agli inizi degli anni sessanta è determinante; basti dire che si dovrà a Cesare Valle se un discutibile piano regolatore adottato nel 1959 dalla giunta guidata da Urbano Cioccetti sarà respinto dal Ministero.
Membro e poi presidente di sezione del Consiglio superiore dei Lavori pubblici, è presidente dell'assemblea plenaria dello stesso dal 1965 al 1967. I suoi figli Tommaso, architetto, e Gilberto, ingegnere, sono titolari di uno studio di progettazione a Roma, che ha realizzato numerosi e importanti progetti nella capitale, in Italia e all'estero. Cesare Valle aveva anche un altro figlio, Raniero Valle.
Il fondo Cesare Valle[2] comprende documentazione dal 1903 al 1997 costituita in prevalenza da elaborati grafici su vari supporti, da materiale fotografico e da documentazione diversa relativa ai vari aspetti del percorso professionale dell'architetto.
A. d'Onofrio, L. Molinari (a cura di), Studio Valle 1957-2007: cinquant'anni di architettura, Milano, Skira, [2007], ISBN978-88-6130-504-5.
Milva Giacomelli, L'Hôpital Colonial Italien « Giuseppe Garibaldi » à Tunis de Cesare Valle, in Architectures et architectes italiens au Maghreb, textes réunis par E. Godoli, S. Finzi, M. Giacomelli et H. Saadaoui, Actes du colloque international tenu aux Archives Nationales de Tunisie Tunis, 10-12 décembre 2009, Polistampa, Firenze 2011, pp. 84–99 ISBN 978-88-596-0726-7.
Milva Giacomelli, I progetti di Cesare Valle per l'Albania, in Architetti e Ingegneri in Albania, atti del Convegno Arkitektët dhe inxhinjerët italianë në Shqipëri / Architetti e ingegneri italiani in Albania, IIIKonferencë Ndërkombëtare: Prania e arkitektëve italianë në vëndete Mesdheut / III Convegno Internazionale La presenza degli architetti italiani nei paesi del Mediterraneo, a cura di M. Giacomelli, A. Vokshi, Universiteti Politeknik i Tiranës / Università Politecnica di Tirana, e hënë 5 - e martë 6 dhjetor 2011 / lunedì 5 - martedì 6 dicembre 2011, Edifir, Firenze 2012, pp. 97–109 ISBN 978-88-7970-583-7.
Milva Giacomelli, Cesare Valle in Albania, in Architettura e Urbanistica nelle Terre d’Oltremare Dodecaneso, Etiopia, Albania (1924-1943), catalogo della mostra a cura di U. Tramonti, Forlì, Casa ex GIL, 21 aprile-18 giugno 2017, Bononia University Press, Bologna 2017, pp. 92-103 ISBN 978-88-6923-227-5.