Secondo alcuni storici il nome deriverebbe dalla potente famiglia feudale teramana dei Di Valle, secondo altri dalla sua posizione in prossimità dell'antico cenobio benedettino di San Giovanni in Pergulis, così chiamato per l'abbondanza delle uve nel territorio circostante.

In epoca romana nelle immediate vicinanze dell'attuale Valle San Giovanni passava l'Interamnium Vorsus, il tratto cioè della via Cecilia che, proveniente da Amiternum, all'altezza dell'attuale Montorio deviava verso Interamna, costeggiando l'attuale abitato di Travazzano e attraversando il Tordino (Batinus), nei pressi dell'attuale antica chiesa di Santa Maria di Ponte a Porto, per poi giungere a Giulianova (Castrum Novum) nei pressi del mare, seguendo il corso sinistro del fiume Tordino.

Proprio a Valle S. Giovanni infatti, in località "Cavonetto", nel 1993 fu rinvenuto il cippo miliario "CXIIII" insieme ad un tratto dell'antica strada.

Spesso la storia di Valle San Giovanni si intreccia con quella della vicina Frunti, prima feudo della famiglia "De Frunto", e con quella di Teramo con la quale aveva stretto un trattato di reciproca alleanza. Teramo mirava ad annettere Frunti, mentre quest'ultima avrebbe voluto superare la condizione di feudo, pertanto il trattato ebbe breve durata. Nel 1338, gli abitanti sciolsero il contratto per tornare indipendenti e riappropriarsi del privilegio del foro (gestione autonoma della giustizia).

Il paese fu autonomo fino al 1457 quando entrò a far parte della vicina contea di Montorio. Nel 1668 Frunti divenne feudo del conte Crescenzio De Crescentiis ma, nei primi anni del Settecento, gli abitanti deliberarono la loro aggregazione alla comunità di Valle San Giovanni. Nel 1910 passò a far parte del comune di Teramo.

Nel Cinquecento e Seicento, Valle S. Giovanni fu coinvolta nel fenomeno del brigantaggio, che vide tra i protagonisti alcuni briganti nativi in posti limitrofi probabilmente in lotta per il controllo dei boschi circostanti. Nel 1603 il marchese Baltassarre Caracciolo, per cercare di porre fine alle lotte, fece uccidere tre noti briganti. Nel 1682, nei pressi del paese si scontrarono due gruppi di briganti. La lotta durò sei giorni ed ebbe fine solo quando Teramo mandò i propri soldati per porre fine alla faida.

Nel 1683 il paese fu completamente saccheggiato e quasi distrutto dalle truppe di don Alfonso di Villaparte alla caccia del famoso brigante Santuccio Di Froscia che da anni terrorizzava il territorio. Nel 1799 diversi vallaroli combatterono contro i francesi al comando del capomassa Vincenzo Rolli.

Di grande importanza storica è la presenza dell’abbazia di San Giovanni in Perula, poi in Perulis ed infine in Pergulis, menzionata nel 1134, collocata sui resti di un precedente abitato antico. I resti visibili nell’area circostante, documentano l’esistenza in loco di forme di abitato medioevale, attestatesi poi nel corso del basso medioevo a Valle San Giovanni che, nel durante il XII secolo, fu dimora dei monaci benedettini. Nel 1500 il monastero di San Giovanni in Pergulis subì una rapida decadenza. Le sue rendite, con quel che restava del vecchio convento, furono assegnate a Papa Paolo IV, alla collegiata di Montorio alla quale spettava l’ obbligo del restauro.

Il degrado però non si arrestava e nel 1775 il canonico di Montorio lasciò il convento per svolgere le funzioni religiose nella più recente chiesa di Valle San Giovanni, costruita in onore della Madonna della Neve, nel 1615, a spese della popolazione, come riporta la scritta sulla pietra nella facciata principale. Essa presenta una facciata dal coronamento a capanna, muratura in pietrame e due piccole finestre quadrate ai lati del semplice portale ad architrave piano, mentre all'interno vi sono affreschi barocchi con angeli reggistemma.

Nel 1809, il governo francese, che impose il proprio potere per soli 10 anni sul Regno di Napoli, scelse Valle San Giovanni come capoluogo di un vasto territorio comunale comprendente anche gli ex feudi di Frunti, Valle Piola, Abetemozzo, Borgonovo e Poggio Rattieri. Poco tempo dopo, nel 1868, con la nascita del Comune di Cortino, Valle San Giovanni venne aggregata a quello di Montorio. Nella prima metà dell'Ottocento a Valle San Giovanni furono scoperti e sfruttati giacimenti di carbon fossile. Ma nel 1929, il paese ormai impoverito economicamente e nel numero di abitanti a causa della forte emigrazione, fu distaccato da Montorio al Vomano e divenne frazione di Teramo.