Vallensbæk Sogn hører under Glostrup Provsti, Helsingør Stift. 61,5 % af kommunens indbyggere er medlemmer af folkekirken mod 75,3 % på landsplan (2018).
Egnen mellem København, Roskilde og Køge har tidligere i kirkelig henseende været anset for at mangle åndeligt liv, og præsterne i Vallensbæk fik også begrænsede resultater af deres indsats. Men en stor forandring indtraf i 1886, da Henrik Muhle Hoff blev sognepræst. Han havde været huslærer hos Vilhelm Beck, Indre Missions formand, og præst i Ansager i Vestjylland. Et meget aktivt indremissionsk samfund blev hurtigt dannet og kom til at præge kirkelivet i Vallensbæk Sogn og i nabosognene, men vakte også modstand. Til missionen hørte mest småkårsfolk, mens modstanderne fandtes blandt gårdmændene. Med tilflytningen til sognet blev skellene udlignet, og missionssamfundet integreret i almindelig sognekirkelighed. Endnu i 1949 var halvdelen af menighedsrådet fra Indre Mission, mens det i 1967 kun gjaldt et enkelt medlem ud af ni. Siden 1896 har missionshuset Zion ligget på Kirkebakke Allé i Vallensbæk Landsby.
Der var i 1960’erne resultatløse planer om en ny kirke ved Vallensbæk Strand, men først med Helligtrekongers Kirke i 2012 fik sognet en ekstra kirke.
I Vallensbæk Strand ligger det buddhistiske tempel Copenhagen Buddhist Vihara.
