Nacido el 3 de agosto de 1886 en Madrid. En 1909 se doctoró en Derecho y —al año siguiente— ingresó por oposición en el Cuerpo Técnico de Letrados del Ministerio de Gracia y Justicia. En 1911 fue nombrado secretario de la Comisión Revisora de Códigos y Leyes, y en 1913 obtuvo, por oposición, la plaza de oficial letrado del Consejo de Estado.[1] Entró en política de la mano del maurismo, tras el asesinato de Canalejas en 1912. En 1920 fue elegido diputado por Madrid.[2] Durante la dictadura de Primo de Rivera fue designado alcalde de Madrid, cargo que ocupó desde el 13 de septiembre de 1924. Presentó su dimisión el 10 de abril de 1927, a causa de sus roces con el gobernador civil, Manuel Semprún.[3] Durante la dictadura mostró su apoyo a la figura del rey Alfonso XIII, del cual era amigo personal. Encabezó la candidatura monárquica en Madrid en las trascendentes elecciones municipales de abril de 1931, en la que, aunque obtuvo acta de concejal, vio como su candidatura era rotundamente derrotada por los republicano-socialistas.
Proclamada la Segunda República en abril de 1931, se unió a Acción Nacional (AN). Paralelamente a su ingreso en AN, asistió en mayo de 1931 a las primeras reuniones conspiratorias contra la república por parte de los alfonsinos en la casa del marqués de Quintanar.[4] En 1933 se separó del partido católico, entonces conocido como Acción Popular, para crear, junto a Antonio Goicoechea, Renovación Española, del que fue vicepresidente, mientras Goicoechea ostentaba la presidencia. Como figura prominente de los alfonsinos propugnó el entendimiento con los tradicionalistas, redactando el manifiesto de Alfonso XIII del 23 de enero de 1932 y significándose en las agitaciones políticas en conjunción con los tradicionalistas, por lo que fue encarcelado tres meses a comienzos de 1932. A raíz de su posible implicación en el fallido golpe de Estado de agosto de 1932, protagonizado por el general Sanjurjo, se instaló en París; las autoridades francesas le desterraron a Niza, y al regresar a España fue encarcelado.[1]
En el campo civil, fue miembro del Consejo Nacional de Exploradores, desempeñando el cargo de vicepresidente primero de la institución escultista (1931).[5]
Resultó elegido diputado en las elecciones de 1933 y 1936 por Palencia. En la legislatura 1933-1936 fue vicepresidente de las Cortes y en la de 1936 fue suplente de José Calvo Sotelo en la Diputación Permanente de las Cortes. Tras su asesinato, fue Vallellano el portavoz de los monárquicos en la sesión de la Diputación Permanente de 15 de julio de 1936, poco antes del inicio de la Guerra Civil, en la que protestó formalmente por el asesinato de Calvo Sotelo y anunció la retirada de su partido de las Cortes.[6] Al corriente de la inminencia de la sublevación, Vallellano se trasladó a Portugal.[6] Durante la Guerra Civil, Vallellano dirigió la Cruz Roja Española,[7] por nombramiento del general Franco, puesto que ocupó hasta 1940.
Entre sus actividades, a través de la mediación de quien fuera diputado a cortes Juan Mirabent, se encuentra el dragado del puerto de Isla Cristina, lo que al aumentar su calado permitió la ampliación de las actividades del puerto a caladeros africanos, dando lugar al segundo puerto sardinero de España y primer puerto comercial de pesca de Andalucía. Una calle en la ciudad le recuerda.[8][9]