Com a anhídrid àcid, l'anhídrid valeric presenta la reactivitat química característica dels anhídrids d'àcid carboxílic:
1. Hidròlisi: La reacció amb l'aigua és una propietat destacada, que produeix dues molècules d'àcid valeric. Aquesta reacció és típicament exotèrmica.
(CH₃(CH₂)₃CO)₂O + H₂O → 2CH₃(CH₂)₃COOH
2. Alcoolisi: La reacció amb alcohols produeix un èster de valerat i àcid valeric.
(CH₃(CH₂)₃CO)₂O + ROH → CH₃(CH₂)₃COOR + CH₃(CH₂)₃COOH
3. Amonòlisi: La reacció amb amoníac o amines produeix una valeramida i àcid valeric.
(CH₃(CH₂)₃CO)₂O + 2NH₃ → CH₃(CH₂)₃CONH₂ + CH₃(CH₂)₃COONH₄
4. Acilació: l'anhídrid valeric serveix com a reactiu acilant d'ús habitual; es pot emprar per introduir un grup valeril (CH₃(CH₂)₃CO-) en compostos que contenen àtoms d'hidrogen actius (com ara alcohols, fenols i amines), generant així els èsters o amides corresponents. Aquest procés té un valor important en la síntesi orgànica.
