После окончания аспирантуры МФТИ Валерий Иванович Гайдаенко работал в НИИ тепловых процессов, где занимался исследованием межмолекулярных потенциалов взаимодействия, методами расчета газодинамических лазеров. Далее работал в Институте физики атмосферы АН СССР.

С 1981 г. — старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории кафедры теории авиационных двигателей ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского. Проходил службу в академии на должностях старшего научного сотрудника, начальника лаборатории научно-вычислительного отдела, преподавателя кафедры аэродинамики, заместителя начальника кафедры математики.

Участвовал в создании и становлении в академии кафедры «Информатика и вычислительная математика». Являлся ее первым начальником. Разработчик ряда читаемых на кафедре курсов.

В рамках школы вихревой компьютерной аэродинамики В. И. Гайдаенко занимался разработкой численных методов и исследованием аэродинамических характеристик летательных аппаратов с работающими силовыми установками, математическим моделированием турбулентных струй и их взаимодействием с препятствиями, прямыми расчетами акустических характеристик струй и турбулентных потоков.

Автор более 100 научных трудов.

После увольнения из рядов Вооруженных Сил работал ведущим научным сотрудником в Московском филиале ГосНИИ ЦАГИ.

Награжден многими медалями.