Inició su carrera en el club de su barrio llamado Los Pingüinos jugando de mediocampista. Luego, jugó para una filial santiaguina del club Everton de Viña del Mar. Un día, faltaron los arqueros para un partido ante Colo-Colo, y tras la pregunta por parte del entrenador sobre quién podía defender el arco, Vallejos se ofreció voluntariamente y dejó su valla en cero.[1] Tras disputar un partido frente a las divisiones inferiores de Universidad Católica, Vallejos despertó el interés del club rival, club que finalmente lo ficharía.
En 1975 ya como portero de Unión Española, en gran campaña, llegó a la final de la Copa Libertadores 1975, donde perdió la final ante el campeón vigente: Independiente de Avellaneda. Al año siguiente fue traspasado a Everton, donde obtuvo el torneo de Primera División tras vencer a su exclub.[3]
Tras defender el arco de la roja en varios partidos amistosos, fue citado por Luis Álamos para representar a Chile en el Mundial de 1974 de Alemania. Fue titular en los tres partidos que disputó la escuadra nacional en el torneo donde recibió dos goles.
Al año siguiente defendió a la Selección Chilena en la Copa América 1975, jugando en dos encuentros, y luego en las Eliminatorias a Argentina 1978, frente a Perú, que a la postre significó su último partido por el seleccionado chileno.
