È diventato il più giovane Grande maestro spagnolo nel 1999, all'età di 16 anni e 9 mesi. In settembre 2019 è stato superato da Lance Henderson de La Fuente, con 16 anni e 4 mesi.
Ha vinto il campionato spagnolo per 5 volte: nel 2006, 2009, 2014, 2015 e 2016.
Ha partecipato per la Spagna a 8 olimpiadi degli scacchi dal 2000 al 2014. A Dresda 2008 ha realizzato +7 –0 =4, vincendo la medaglia d'argento individuale in 2ª scacchiera. In totale ha vinto 41 partite, pattate 33 e perse 15.
Ha ottenuto il proprio record Elo nella classifica FIDE di luglio 2011 con 2.724 punti, 20º al mondo e primo del suo paese.
Principali risultati 2000: vince il campionato del mondo Under-18 a Oropesa del Mar; 2º nel campionato europeo Under-20 di Avilés1º nell'open di Palma di Majorca 2001: vince il Capablanca Memorial di L'Avana 2002: 1º nel torneo di Dos Hermanas 2006: =1º con Ruslan Ponomarëv nel torneo di Cuernavaca in Messico 2011: =1º con Vüqar Həşimov al 53º Torneo di Capodanno di Reggio Emilia (Həşimov prevale per spareggio tecnico); 1º nel North American Open 2012: in luglio a Condino vince il 12º Open Internazionale "Condino Valle del Chiese" con 7 punti su 7 . 2017: in maggio a Gallipoli vince il Campionato italiano di scacchi a squadre con la squadra del Obiettivo Risarcimento Padova e il Campionato tedesco a squadre con il OSG Baden-Baden. 2018: in maggio a Gallipoli vince ancora il Campionato italiano di scacchi a squadre con la squadra del Obiettivo Risarcimento Padova e il Campionato tedesco a squadre con il OSG Baden-Baden . 2019 : in novembre vince a Dulcigno la 35^ European Club Cup con la squadra del Obiettivo Risarcimento Padova e il Campionato tedesco a squadre con il OSG Baden-Baden . 2020 : in settembre vince il Campionato tedesco a squadre con il OSG Baden-Baden .
Partite notevoli Francisco Vallejo Pons - Alfonso Romero Holmes, Campionato spagnolo 2002, gambetto di Budapest A52 Pëtr Svidler - Francisco Vallejo Pons, torneo Melody Amber 2004, Siciliana Najdorf B90 Veselin Topalov - Francisco Vallejo Pons, Linares 2006, difesa semislava D43 Francisco Vallejo Pons - Arkadij Naiditsch, Camp. europeo a squadre 2007, difesa dei due cavalli, var. Ulvestadt C57
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