Aristóbulo del Valle nació el 15 de marzo de 1845, en la localidad bonaerense de Dolores. Hijo del coronel Narciso del Valle, que había sido Edecán de Juan Manuel de Rosas, egresó del que más tarde sería el Colegio Nacional de Buenos Aires y cursó la carrera de abogacía.
Al estallar la Guerra de la Triple Alianza, abandonó la carrera para ingresar en el ejército. Al terminar esa contienda, retomó los estudios y se graduó como abogado. Se desempeñó hasta su muerte como profesor de Derecho Constitucional en la Facultad de Derecho de la Universidad de Buenos Aires.
Ingresó en la actividad política siguiendo a Adolfo Alsina del Partido Autonomista de la Provincia de Buenos Aires, actuando íntimamente ligado a Leandro Alem, de quien era un amigo entrañable y con quien buscó desde un principio impulsar un sistema político efectivamente democrático.
Ya fallecido Alsina, en 1878 presentaron la fórmula Aristóbulo del Valle-Leandro Alem para la elección de gobernador en la Provincia de Buenos Aires, siendo derrotados por la fórmula del acuerdo, Carlos Tejedor-José María Moreno.
Fue elegido diputado nacional en 1870 y senador nacional en 1876, llegando a presidir la Cámara Alta en 1880, siendo considerado uno de los oradores más brillantes del país.

En 1889 fue uno de los fundadores de la Unión Cívica. En 1890 participó de los movimientos políticos para desprestigiar y derrocar al presidente Miguel Juárez Celman. Fue uno de los principales organizadores de la Revolución del Parque, de cuya Junta Revolucionaria fue miembro, junto con Leandro Alem. Ante la derrota de la revolución, Del Valle se vio obligado a renunciar al Senado, pero fue reelegido el año siguiente.
En 1891, al dividirse la Unión Cívica, siguió a Leandro Alem para fundar la Unión Cívica Radical. Durante la presidencia de Luis Sáenz Peña (1892-1895) fue convocado a desempeñar el Ministerio de Guerra con funciones extraordinarias cercanas a un Primer Ministro, con el fin de dar sustento a un gobierno débil. En esas circunstancias Aristóbulo del Valle organizó con Hipólito Yrigoyen la Revolución de 1893 en la que le tocó desempeñar un papel crucial.
El plan de Aristóbulo del Valle era, ante el levantamiento en armas de la Unión Cívica Radical, decretar la intervención de la Provincia de Buenos Aires para garantizar elecciones libres, condiciones en las que era por demás conocido que triunfaría la UCR. El plan falló debido a la resistencia del Congreso a aprobar la intervención.
Aristóbulo del Valle pudo entonces, debido a su posición en el Gobierno, dar un golpe de estado y definir favorablemente el curso de la revolución, como le pedía Leandro Alem. Pero sus fuertes convicciones legales lo llevaron a rechazar esa opción, aún a costa de un nuevo fracaso de la revolución.
A causa de su frágil estado de salud, afectado por la diabetes y la insuficiencia cardíaca, Aristóbulo del Valle falleció en su oficina en la Facultad de Derecho el 29 de enero de 1896, a los 50 años. Pocos meses después de su muerte, Leandro Alem se suicidó.
Sus restos se hallan sepultados en el Cementerio de la Recoleta de Capital Federal, a pocos metros del Panteón a los Caídos en la Revolución del ’90.
En su honor llevan su nombre –además del Municipio de Misiones– una estación de trenes en la localidad de Vicente López (Gran Buenos Aires), numerosas calles y escuelas en distintas localidades de la Argentina y la plaza principal del barrio de Villa del Parque, en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires.