Valderrama representerade Colombia vid VM1990, 1994 och 1998, samt i Copa América vid fyra olika tillfällen. Vid flera av turneringarna var han lagkapten.
Valderrama debuterade för landslaget mot Paraguay i slutet av kvalet till VM 1986. Laget spelade ett dubbelmöte mot Paraguay där vinnaren fick spela kvalfinal. Något som i efterhand kan ses som symboliskt är att landslagslegendaren Willington Ortiz i samma dubbelmöte gjorde sitt sista landslagsframträdande. Han hade under 70- och början på 80-talet varit Colombias främsta spelare och Valderrama, som i dessa möten debuterade, skulle visa sig vara landslagets nya ledstjärna.
Colombia kvalificerade sig för VM 1990, landets första världsmästerskap sedan 1962. Här skulle Valderrama presentera sig för de breda massorna på riktigt. I första matchen mot Förenade Arabemiraten fastställde han slutresultatet till 2-0 och mot blivande världsmästarna Västtyskland serverade han på tilläggstid Freddy Rincón en delikat passning till slutresultatet 1-1. Det oavgjorda resultatet innebar att laget tog sig vidare från gruppspelet.[3]
I åttondelsfinalen mot Kamerun glänste Valderrama återigen och matchen gick till förlängning, men matchen är främst ihågkommen för de två minnesvärda mål 38-årige Roger Milla gjorde som slog ut Colombia ur turneringen.
I de två senare VM-turneringarna 1994 och 1998 gick det mindre bra för Valderrama och hans lag. De åkte ut i gruppspelet i båda turneringarna. I det sista mästerskapet i Frankrike var det tydligt att åldern hunnit ikapp Valderrama, då 36 år fyllda. Man vann över Tunisien men Valderramas inflytande på laget var inte vad det varit tidigare. Hans sista match i landslaget var 0-2-förlusten mot England.
Sammanlagt gjorde Valderrama 111 framträdanden i den colombianska landslagsdräkten, på dessa gjorde han 11 mål.
