Prins Williams sista skift tros ha varit på tisdag.
Det har rapporterats att han kunde återvända till sitt regemente i London, Hushållets kavalleri Blues and Royals, vilket skulle göra det möjligt för honom att utföra fler kungliga förlovningar till stöd för Drottningen.
Hertigen har sagt att ön har varit en "särskild plats" för honom.
Hans sista skift gjorde slut på tre års postering på Anglesey.
I ett tal på Anglesey Show i augusti tackade hertigen öns folk för att de var så välkomna till honom och hans fru.
"Jag vet att jag talar för Catherine när jag säger att jag aldrig i mitt liv känt någonstans så vacker och välkomnande som Anglesey", sade hertigen.
"Jag vet att vi båda kommer att sakna det fruktansvärt när min räddningsturné avslutas nästa månad och vi måste flytta någon annanstans.
"Från djupet av mitt hjärta, tack för att göra min fru och mig så välkomna när vi kom hit, som du gör tusentals besökare varje år."
Han sa att ön hade varit deras första hem tillsammans och alltid skulle vara en "oförnuftigt speciell plats för oss båda".
"Catherine och jag ser fram emot att återvända igen och igen under de kommande åren med vår familj", tillade han.
Hertigen utexaminerades som sök- och räddningspilot i september 2010, efter att ha påbörjat sin utbildning i Valley den föregående januari.
Han utförde sin första räddning i oktober 2010 under sitt första fullständiga driftskift.
BBC:s kungliga korrespondent Peter Hunt twittrade att Prins Williams sista skift i RAF Valley var på tisdag.
Han twittrade också att det ännu inte var offentligt vad hertigen skulle göra härnäst.
Hertigen av Cambridge har avslutat sitt sista skift som RAF-pilot i Valley på Anglesey, enligt BBC:s kungliga korrespondent Peter Hunt.