Собирают корни и корневища ранней весной, еще до развития надземной части (до цветения), или поздно осенью (после обсеменения). При этом надо помнить, что их лучше заготовлять, когда растение облиствено, — в этом случае оно лучше распознается. После выкопки корни и корневища тщательно очищают от земли, моют в холодной воде и сушат в тени. Толстые корневища перед сушкой разрезают здоль. При медленной сушке получается более душистое сырье. Свежевыкопанные корни светлые, со слабым запахом, при подвяливании и высушивании постепенно принимают темно-коричневую (бурую) окраску, аромат их усиливается. Сушить и хранить корни валерианы надо в местах, недоступных для кошек, которые грызут и растаскивают это ценное лекарственное сырье. Высушенные корневища и корни валерианы имеют валериановый запах и горький, немного жгучий вкус. По ГОСТу 1995—55 сырье должно состоять из коротких, внутри полых, разделенных продольными перегородками корневищ, целых или разрезанных вдоль на 2—4 части, и многочисленных тонких, длинных корней. Цвет корневищ и корней снаружи светло- или темно-бурый, внутри — беловатый. Запах сильный, приятный. Влажность — не выше 16%. В сырье допускается иметь не более (в %): корневищ с остатками стеблей длиной до 1 см — 3; корней, отделенных от корневищ, — 20; корневищ без корней — 4; органических примесей — 1; минеральных — 3. Хранят сырье в упакованном виде в сухих, хорошо проветриваемых помещениях. Срок хранения — до 3 лет.
По перисторассеченным листьям очень похож на валериану лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.). Но он хорошо отличается своими раздельнолепестными кремовыми цветками, собранными в метелки; к тому же корневище у лабазника ползучее, темно-бурое и не имеет специфического валерианового запаха.
Из ядовитых растений сходен с валерианой омег — болиголов пятнистый (Conium maculatum L.) — и по строению стеблей, и по внешнему виду листьев, соцветий, цветков. Правда, у валерианы соцветие щиток, а у болиголова — зонтик; цветки очень ядовитого болиголова— чисто белые, а лесного ладана (валерианы) — с розоватым оттенком. Но различия эти обычно легко ускользают от внимания непосвященных. Как же все-таки отличать их друг от друга? Прежде всего по окраске стеблей. На стебле болиголова имеются красноватые пятна, за что растение получило видовое название «пятнистый»; у валерианы же их нет. Кроме того, по запаху листьев. Лист болиголова, растертый между пальцами, пахнет очень неприятно. У листьев валерианы запах совершенно иной. По пьянящему, приятному аромату цветков валериана также отличается от болиголова.