La liste des comtes et ducs de Valois comporte les noms des premiers titulaires héréditaires du comté issus de la noblesse carolingienne qui furent également comtes de Vexin, de Valois et d'Amiens puis les noms des comtes capétiens et enfin des comtes et ducs apanagistes.
En 1077, le Valois passe aux Herbertiens, par ailleurs comtes de Vermandois qui le transmettent par mariage aux Capétiens en 1080. En 1183, le Valois et le Vermandois sont disputés entre Philippe d'Alsace, et Éléonore de Vermandois. Le roi Philippe Auguste se pose en arbitre et en profite pour rattacher les deux comtés au domaine royal en 1185. Le comté de Valois est alors concédé en apanage.
Philippe VI de Valois étant devenu roi de France en 1328, le comté de Valois est transmis à son fils cadet Philippe d'Orléans. En 1344, le comté de Valois est érigé en comté-pairie, puis en duché-pairie en faveur de Louis, duc d'Orléans, frère de Charles VI et fondateur de la branche de Valois-Orléans en . Lorsque Louis XII devient roi, le Valois, érigé en duché, passe à son cousin, François d'Angoulême, futur François Ier. Le Valois rentre alors dans le domaine royal.
Maison de Valois-Vexin-Amiens
Boson le-Vieux, est comte de Valois (829,840 – 855), de Bourgogne, d’Arles et comte en Italie. Il serait né vers l'an 800, fils d’un Théodebald Le-Vieux, seigneur de Bourgogne d'Antibes.
avant 895-919 : Ermenfroi d'Amiens, comte d'Amiens, de Vexin et de Valois
915-926 : Raoul Ier d'Ostrevent († 926), comte d'Amiens, de Vexin et de Valois
marié à Hildegarde, probablement fille d'Ermenfroi
926 : Herbert II, comte de Vermandois et de Valois
926-943 : Raoul II, comte d'Amiens, de Vexin et de Valois, fils de Raoul Ier
marié à Lietgearde
943-après 992 : Gautier Ier, comte d'Amiens, de Vexin et de Valois, frère du précédent
marié à Adèle, probablement fille de Foulque II d'Anjou
avant 998-après 1017 : Gautier II, comte d'Amiens, de Vexin et de Valois, fils du précédent
marié à Adèle
avant 1024-1038 : Raoul III, comte de Valois, fils du précédent
marié à Alix
1038-1074 : Raoul IV de Valois, comte de Valois, puis de Vexin et d'Amiens, fils du précédent
marié en premières noces à Adèle, comtesse de Bar-sur-Aube
marié en secondes noces à Haquenez
marié en troisièmes noces à Anne de Kiev
1074-1077 : Simon (° 1048 † 1081), comte de Valois, puis de Vexin et d'Amiens, fils du précédent et d'Adèle, comtesse de Bar-sur-Aube
En 1077, Simon se fait moine et ses possessions sont dispersées. Valois revient à son beau-frère Herbert IV de Vermandois, Amiens est réuni à la Couronne, et le Vexin est partagé entre le duc de Normandie et le roi de France
Maison carolingienne de Vermandois
1077-1080 : Herbert IV de Vermandois (° 1032 † 1080), comte de Vermandois et de Valois
marié à Alix de Valois, fille de Raoul IV et d'Adèle de Bar-sur-Aube
Maison capétienne de Vermandois
1080-1102 : Hugues Ier le Grand (° v. 1057 † 1102), comte de Vermandois et de Valois, fils d'Henri Ier, roi de France et d'Anne de Kiev
marié à Adélaïde de Vermandois (° v. 1062 † 1122), fille de Herbert IV et d'Alix de Valois
1102-1152 : Raoul Ier le Vaillant (° 1085 † 1152), comte de Vermandois et de Valois, fils du précédent
marié en premières noces vers 1120 (annulation 1142) à Éléonore de Blois
marié en secondes noces en 1142 (annulation 1151) à Pétronille d'Aquitaine (° v. 1125 † 1153)
marié en troisièmes noces en 1152 à Laurette de Lorraine (° v. 1120 † 1175)
1152-1167 : Raoul II (° 1145 † 1167), comte de Vermandois et de Valois, fils de Raoul Ier et de Pétronille d'Aquitaine
marié à Marguerite d'Alsace, comtesse de Flandre
1167-1185 : Philippe d'Alsace (° 1143 † 1191), comte de Flandre (1168-1191), comte de Vermandois et de Valois par mariage
marié à Élisabeth de Vermandois (° 1143 † 1183), fille de Raoul Ier et de Pétronille d'Aquitaine
après la mort de son épouse, Philippe de Lorraine doit se dessaisir contre son gré du Vermandois et du Valois
1185-1214 : Éléonore (° 1148 ou 1149 † 1213), comtesse de Vermandois et de Valois, fille de Raoul Ier et de Laurette de Lorraine
mariée en premières noces à Godefroy de Hainaut, comte d'Ostervant († 1163)
mariée en secondes noces en 1164 avec Guillaume IV († 1168), comte de Nevers
mariée en troisièmes noces vers 1170 à Mathieu d'Alsace (° v. 1137 † 1173), comte de Boulogne
mariée en quatrièmes noces vers 1175 à Mathieu III de Beaumont-sur-Oise († 1208)
Comtes apanagistes
Capétien direct
1269-1270 : Jean Tristan de France (° 1250 † 1270), comte de Valois et de Nevers
marié à Yolande de Bourgogne, comtesse de Nevers
Maison de Valois (1286-1375)
1286-1325 : Charles de France (° 1270 † 1325), comte de Valois, d'Alençon, du Perche, de Chartres, d'Anjou et du Maine
marié en premières noces à Marguerite d'Anjou (° 1273 † 1299), comtesse d'Anjou et du Maine
mariée en secondes noces à Catherine de Courtenay (° 1274 † 1308), impératrice titulaire de Constantinople
mariée en troisièmes noces à Mahaut de Châtillon (° 1293 † 1358)
1325-1328 : Philippe II (1293-1349), devenu roi de France en 1328 sous le nom de Philippe VI, fondant ainsi la quatrième maison capétienne des rois de France.
1344-1375 : Philippe III (1336-1375), duc d'Orléans, comte de Valois et de Beaumont(-le-Roger), fils du roi Philippe VI
Ducs apanagistes
Transmission héréditaire à la branche d’Orléans
Première création (1406-1515)
Seconde création (1519-1650)
1516-1530 : Jeanne d'Orléans
1530-1547 : Marie de Luxembourg (1462-1546)
1562- : Catherine de Médicis
1582 : Marguerite de France (1553-1615)
1630 : Gaston d'Orléans (ajouté à son apanage orléanais)
Transmission à la naissance du Fils de France (1650-1676)
Après la crise de fécondité au sein de la famille royale, en particulier du côté de Louis XIII, le duché de Valois est automatiquement transmis à la naissance du premier fils du duc d’Orléans, lui-même étant le second fils du roi de France.
Retour à la tradition apanagiste à la branche d’Orléans (1676-1830)
Après la mort d’Alexandre-Louis, Louis XIV décide de rétablir le caractère héréditaire de la transmission du titre de duc de Valois.