Gameiro kwam in de zomer van 2016 over van Sevilla. Bij Atlético maakte hij in 83 wedstrijden 27 doelpunten. Gameiro kwam sinds de terugkeer van Diego Costa nog maar weinig aan spelen toe bij Atlético.
Valencia, dat eerder deze week al de Belgische aanvaller Michy Batshuayi aan de selectie toevoegde, eindigde afgelopen seizoen als vierde in La Liga en mag daardoor deelnemen aan de groepsfase van de Champions League.