Jau vēsturiski Valmiera var lepoties ar sasniegumiem bagātiem sportistiem. Visskaļāk Valmieras vārdu 20.gadsimta sākumā nesis soļotājs Jānis Daliņš. Jānis Daliņš ir pirmais zem Latvijas karoga startējošais sportists, kurš ieguvis olimpisko medaļu. 1932.gada Vasaras olimpiskajās spēlēs Losandželosā Jānis Daliņš ieguva sudraba medaļu. Par godu sportista sasniegumiem, 1938.gadā atklātajam Valmieras stadionam tika dots Jāņa Daliņa vārds.
Valmiera vienmēr ir bijusi sportiska pilsēta. Valmieras vārdu Olimpiskajās spēlēs nesis Ivo Lakučs – 2000.gada Sidnejas olimpiskajās spēlēs startējis Latvijas treka riteņbraukšanas komandas sastāvā (8.vieta komandu sprintā) un 2008.gadā piedalījies pirmajās BMX riteņbraukšanas sacensībās olimpisko spēļu vēsturē (dalīta 17.-32.vieta). Ivo Lakučs ir vairākkārtējs Eiropas un Pasaules čempionātu medaļnieks.
Valmieras vārdu 2000.gada Sidnejas olimpiskajās spēlēs un 2008.gada Pekinas olimpiskajās spēlēs nesusi soļotāja Jolanta Dukure. No 2006. līdz 2013.gadam viņas Eiropas čempionātā sasniegtais rezultāts (1:31:02) bija Latvijas rekords 20 km soļojumā sievietēm.
Valmiera lepojas arī ar Valkā dzimušo soļotāju Aigaru Fadejevu. No 1998. līdz 2003.gadam Valmierā norisinājās sportista rīkotie soļošanas festivāli. Aigars skolojies un trenējies Valmierā, un viņu pamatoti uzskata par Jāņa Daliņa sekotāju. Festivāli tika rīkoti ar mērķi popularizēt soļošanu, populārākajā festivāla gadā (2000.gadā) sacensībās piedalījās vairāk nekā 800 bērnu.
2008.gadā (Pekinā, Ķīnā) par pirmo olimpisko čempionu BMX riteņbraukšanā kļuva valmierietis Māris Štrombergs. Uzkāpis uz Pasaules čempionāta (divas reizes) un Eiropas čempionāta (trīs reizes) goda pjedestālu augstākajiem pakāpieniem, 2012.gadā (Londonā) Māris Štrombergs kļuva par divkārtēju un līdz šim vienīgo olimpisko čempionu BMX riteņbraukšanā. BMX sportā Valmieras vārds nav svešs, Valmiera uzskatāma par Latvijas BMX galvaspilsētu, pateicoties arī Edžus Treimaņa, Riharda Veides, Sandras Aleksejevas un citu BMX sportistu vārdiem.
2016.gada lielākajā sporta notikumā – XXXI Olimpiādes spēlēs Rio – Valmiera bija plaši pārstāvēta. Valmieras vārdu Riodežaneiro BMX riteņbraukšanas trasē nesa valmierieši Māris Štrombergs un Edžus Treimanis, olimpiskajā peldbaseinā ar pasaules spēcīgākajiem sportistiem sacentās peldētājs Uvis Kalniņš, bet olimpiskajā soļošanā sviedrus lēja Valmierā dzimušais sportists Arnis Rumbenieks.
Valmieras Bērnu sporta skolas bijušie audzēkņi Oskars Ķibermanis un Oskars Melbārdis ir pazīstami kā labākie Latvijas bobsleja piloti, taču pirms bobsleja karjeras sākuma abi sportisti startējuši vieglatlētikā, trenējoties Valmierā pie treneriem Raita Ravinska un Baibas Kaufmanes. 2016.gadā Oskara Melbārža pilotētais četrinieks Īglsas trasē Austrijā bija ātrākais četru braucienu summā, kļūstot par 2016.gada pasaules čempioniem, bet 2017. gada sezonā, sasniedza augsto 4. vietu Pasaules čempionātā četriniekiem. Bronzas medaļu Eiropas čempionātā divnieku ekipāžās 2017.gadā nopelnīja Ķibermaņa komanda. Valmierā sportiskās gaitas uzsākušie bobslejisti 2018.gadā piedalījās ziemas olimpiskajās spēlēs Phjončhanā, kur O.Melbārdis kopā ar Jāni Strengu bobsleja divniekos izcīnīja bronzas medaļu. O.Melbārdis 2018.gadā tika atzīts arī par Latvijas gada sportistu!
Tāpat 2014.gada Ziemas olimpiskajās spēlēs Sočos Mārtiņš Onskulis iekļuva labāko 30 sportistu vidū (27.vieta) kalnu slēpošanā.