Na początku lat 70-tych rozpoczął pracę w Federalnej Agencji Ochrony Środowiska, kierując Ośrodkiem Badań Naukowych, a w roku 1981 stając na czele Regionu Piątego (Środkowo-Zachodniego) administracji Agencji. W czasie wizyt w ojczyźnie promował działania na rzecz ochrony środowiska, pomagał instytucjom ochrony środowiska w krajach bałtyckich, organizował staże naukowe w USA dla przedstawicieli litewskich placówek naukowych.
Był aktywnym działaczem litewskiego środowiska emigracyjnego, członkiem Amerykańskiej Rady Litwinów, Rady Społeczności Litwinów w Ameryce, prezesem organizacji "Santara-Šviesa". Organizował akcje protestacyjne przeciwko radzieckiej okupacji Litwy. Był także działaczem sportowym (sam osiągał sukcesy w lekkiej atletyce), założycielem Sportowego Klubu Akademickiego Litwinów w USA, przewodniczącym komitetu organizacyjnego Światowych Igrzysk Litewskich w 1983 r.
Po odzyskaniu niepodległości przez Litwę Valdas Adamkus włączył się w organizację życia politycznego, uczestniczył w kampanii prezydenckiej i parlamentarnej w 1993 i 1996 r. scalając siły umiarkowanego centrum. W roku 1998 został wybrany prezydentem Republiki Litewskiej głosząc hasło modernizacji kraju. W 2004 r. Adamkus ponownie stanął do wyborów i wygrał je. Obecna kadencja prezydenta kończy się w 2009 r.
Valdas Adamkus jest laureatem najwyższych odznaczeń 27 państw, w tym Orderu Orła Białego (1999), a także Międzynarodowej Nagrody w dziedzinie ochrony środowiska, Złotego Medalu Agencji Ochrony Środowiska USA i Nagrody Międzynarodowego Komitetu Olimpijskiego. Jest doktorem honoris causa 6 uczelni litewskich (m.in. Uniwersytetu Wileńskiego, 1989) i 10 zagranicznych, w tym 6 amerykańskich. W 2003 r. prezydent Valdas Adamkus otrzymał tytuł Ambasadora Dobrej Woli UNESCO dla społeczeństwa informacyjnego.