През 1880г. постъпва на военна служба, а през 1883г. Завършва Националния военен университет и произведен веднага в чин подпоручик на 30 август и зачислен в Ловчанска № 13 пеша дружина.
През Сръбско-българската война (1885) е командир на 6-а рота от 4-ти пехотен плевенски полк.
След това постепенно започва неговото издигане във военната йерархия!
На 24.03.1886г. е произведен в чин поручик, 

• през 1888 година  в капитан
• през 1899 година в майор
• през 1904 година в подполковник
• през 1910 година в полковник.

А между 1900 и 1911г. е назначаван за командир на различни родове войски из цяла България!
Командир на дружина в 24-ти черноморски полк, за командир на 4-ти резервен полк, помощник-командир на 18-и етърски полк, командир на 19-и пехотен шуменски полк.
През Балканската война (1912 – 1913) полковник Василев командва 19-и пехотен шуменски полк.
През Първата световна война (1915-1918) командва 2-ра бригада от 1-ва пехотна софийска дивизия, след което е назначен за командир на 7-а пехотна рилска дивизия, която в състава на 2-ра армия воюва на Македонския фронт. 
През 1916г. е произведен в генерал-майор. През 1916-1917 г. излиза в запаса и остава като офицер за поръчки в Министерството на войната.

Многократно награждаван за заслуги във военното дело! 

- Военен орден „За храброст“ III и IV степен 2 клас

- Княжеский орден „Св. Александър“ V степен

- Княжеский орден „Св. Александър“ III степен с мечове по средата

- Народен орден „За военна заслуга“ V степен на обикновена лента

- Орден „За заслуга“ на обикновена лента

 Генерал - майор Вълко Василев умира на 16.08.1933г.на 71г. Той отдава над 35г.от живота си в служба на родината!