Valhallavägen är en gata i nordöstra delen av Stockholms innerstad, huvudsakligen utformad som en esplanad, och som går från Roslagstull till Gärdesgatan. Det är innerstadens längsta gata, lång. Gatan har kulturhistoriskt värdefull bebyggelse, med bland annat ett stort bestånd av påkostade hyreshus från slutet av 1800-talet liksom värdefulla institutionsbyggnader från 1900-talet.
Gränser Gatan utgör gräns för tre stadsdelar. Söder om hela gatan ligger Östermalm. Nordnordost om gatan och östsydöst om Lidingövägen ligger Ladugårdsgärdet (Gärdet). Norr om gatan och västnordväst om Lidingövägen ligger Norra Djurgården.
Kollektivtrafik Valhallavägen trafikeras av många busslinjer, såväl innerstadslinjer som förortslinjer. Innerstadslinjerna har hållplatser på Valhallavägen vid Hakberget (linje 72), Värtavägen (linje 1, 4 och 72), Jungfrugatan (linje 1, 54 och 72), Musikhögskolan (linje 4 och 72), Stadion (linje 4, 6 och 72) och Östra station (linje 4, 6, 67 och 72). Linjerna 61 samt 75 passerar också Valhallavägen med närmsta hållplatser vid Odengatan och Körsbärsvägen (linje 61) respektive Sturegatan (linje 75). Från Tekniska Högskolan vid Östra station utgår flera förortslinjer till kommunerna Danderyd, Vallentuna, Österåker, Täby, Vaxholm samt Norrtälje; någon enstaka linje fortsätter till Öregrund i Östhammars kommun, Uppsala län.
Tunnelbanan har tre stationer med uppgång vid Valhallavägen: Karlaplan, Stadion och Tekniska högskolan.
Roslagsbanans samtliga linjer har ändstation Östra station, som ligger vid korsningen Valhallavägen/Drottning Kristinas Väg.
Historik miniatyr|Valhallavägens promenad- och cykelstråk på hösten 2022, vy västerut. Stadsplaneraren Albert Lindhagen var starkt influerat av fransmannen Georges-Eugène Haussmanns stadsplaner för omdaningen av Paris. 1866 års stadsplan för Stockholm, Lindhagenplanen, hade därför Paris som förebild och visade ett helt system av paradgator, bland andra: Valhallavägen, Sveavägen, Strandvägen, Norr Mälarstrand, Karlbergsvägen, Lindhagensgatan, Odengatan och Ringvägen, men Lindhagens förslag mötte stark kritik, framför allt Valhallavägen. Att bygga en "gränsboulevard" ansågs onödigt där den låg i oländig terräng i stadens ytterkant, men till slut byggdes den ändå. Valhallavägen har fått sitt namn efter Valhall i nordisk mytologi under namnrevisionen i Stockholm 1885. I lokal dialekt uttalas den vanligen med korta a:n i både första och andra stavelsen, vissa uttalar inte alls "h".
Enligt 1960 års trafikledsplan skulle Valhallavägen bli en del av en framtida ringled med hög kapacitet och därmed avlasta stadens gatunät. Ringen skulle utgöras av Essingeleden, Norra länken, Valhallavägen, Österleden och Södra länken. Valhallavägen skulle ha motorvägsstandard med fyra körfiler. Vid trafikledsplanens tillkomst existerade av den planerade ringleden endast Valhallavägen och den förutsattes bli väsentligt ombyggd. Ingen del förlades enligt dessa planer i tunnlar.Working papers in transport and communication history 1999:2, Rikard Skårfors: Beslutsfattandets dilemma. Planarbete och opinionsyttringar rörande trafikleder i Stockholm 1945–1975, s. 57
Miljö miniatyr|Valhallavägens östra avsnitt med TV-huset. Delar av Valhallavägen är hårt trafikerade. I och med bygget av Norra länken hoppades Trafikverket att trafiken skulle minska med upp till hälften, men minskningen låg under Norra Länkens första året snarare kring 23 %.
Mellan körbanorna på östra delen av Valhallavägen går en allé med en kombinerad gång- och cykelväg. Allén används idag ofta av motionärer som är på väg till eller från Gärdet.
Norr/öster om Valhallavägen ligger bland annat Gärdet, Kungliga Tekniska högskolan, Lill-Jansskogen, Stockholms stadion och Stockholms östra station. Vägen gränsar även mot Lärkstaden.
Längst i öst ändrar Valhallavägen karaktär och blir till en enfilig lokalgata som slutar vid Gärdesgatan i Diplomatstadens norra del. Här begränsas gatan av TV-huset i söder och Gärdet i norr.
Bebyggelse miniatyr|Patent- och registreringsverkets byggnad. miniatyr|Valhallavägen 191–199, innergård. År 1877 fastställdes Lindhagens förslag för Östermalm. Stockholm var vid denna tid en starkt expanderade stad vars befolkning under 1880-talet kom att öka med 46 procent och det uppfördes fler hyreshus än någonsin tidigare i stadens historia. Under 1880-talet började också Valhallavägen att bebyggas och påkostade fastigheter uppfördes på den södra sidan av gatan mellan Floragatan och Sibyllegatan. På 1890-talet bebyggdes delar av den södra sidan mellan Surbrunnsgatan och Lill-Jans plan, samt mellan Sibyllegatan och Jungfrugatan.
Arkitekter till de nya påkostade hyreshusen var inspirerade av de nya byggnadsstilar som utvecklades i Berlin och Wien. Husen gavs ofta symmetriska fasader med gips, puts och tegel. Den rådande byggnadsstadgan från 1874 reglerade höjden på husen, men också utformningarna av kvartershörnen. De skulle skäras eller rundas av och markerades ofta på gatan med torn, kupoler och altaner, ibland även med dekorativa balkoner i gjutjärn och eller konststen som vilade på kraftiga kolonner. I flera av husen inreddes konstnärsateljéer, bland annat i nummer 116 där Prins Eugen hade sin ateljé och i nummer 104 där Eugen, Oscar Björck, Sigge Bergström och Ewald Dahlskog arbetat (se fastigheten Älgen 13). Den stora Engelbrektskolan invigdes 1902 för att möta de ökande barnkullarna.Uppgifterna om konstnärerna på nummer 104 från Stockholmskällan
Efter sekelskiftet minskade byggandet på den södra sidan men åren före första världskriget byggdes ett antal enfamiljsbostäder mellan Engelbrektsskolan och Odengatan som en utbyggnad av Lärkstaden, Patent och registreringsverket uppförde sitt huvudkontor 1916–1921, i samband med att Gärdet bebyggdes skapades nya bostadshus i den östra delen och på 1970-talet tillkom bebyggelsen i kvarteret Fältöversten.
På den norra sidan finns Svea artilleriregemente som i stort sett var färdigbyggt när gatan skapades. Östra station tillkom 1885, Sophiahemmet 1889 och Stockholms stadion 1912. Därefter har flera institutioner tillkommit på gatan. På den norra sidan finns Kungliga Tekniska högskolan (1917–1922), Gärdesskolan (1945) och Kungliga Musikhögskolan (1956).
Bebyggelsen öster om Erik Dahlbergsgatan utgjorde till en början regementets övningsområde, men reglerades i 1929 års stadsplan var med området norr om gatan och vid Tessinparken kunde börja bebyggas.
I slutet av Valhallavägens allédel ligger på norra sidan ett stort byggnadskomplex med adress 191–199 (se Valhallavägen 191–199). Det uppfördes 1959 efter ritningar av Gösta Åbergh och var Konstfacks plats fram till 2004. Om byggnaden skriver arkitekturhistorikern Fredric Bedoire bland annat "...en av Stockholms vackraste byggnader från 1950-talet, med långsträckta byggnadskroppar grupperade kring gårdar."Bedoire (1977), sida 230 Idag har flera organisationer kontor i byggnaderna, bland annat Naturvårdsverket och Sida. Flera byggnader är blåmärkta av Stadsmuseet i Stockholm vilket är den högsta klassen och innebär "att bebyggelsen bedöms ha synnerligen höga kulturhistoriska värden".Stadsmuseets interaktiva karta för kulturmärkning av byggnader i Stockholm.
Byggnader och platser längs Valhallavägen i urval Byggnader I byggnadernas husnummer-ordning: