Валентин Пикуль родился 13 июля 1928 года в Ленинграде. Иногда местом его рождения ошибочно указывают посёлок городского типа Кагарлык (Украина), однако на самом деле там родился не сам Пикуль, а его отец. В детстве Валентин также бывал в этом посёлке, где живёт много родственников его отца.
Савва Михайлович Пикуль в молодости был призван на Балтийский флот, где служил матросом на миноносце «Фридрих Энгельс». После службы остался в Ленинграде, работал на фабрике «Скороход», окончил экономический институт и стал военным инженером-корабельщиком на судостроительном заводе. Мать писателя — Мария Константиновна (девичья фамилия — Каренина) — была из крестьян Псковской губернии.
В 1940 году семья переехала из Ленинграда в г. Молотовск (ныне Северодвинск), куда отца В. С. Пикуля направили на работу. Там Валентин Пикуль занимался в Доме пионеров в кружке «Юный моряк».
В 1941 году Валентин Пикуль сдал экзамен за пятый класс и поехал на каникулы к бабушке в Ленинград. Из-за начавшейся войны вернуться до осени не удалось. Матери с сыном пришлось пережить первую блокадную зиму в Ленинграде.
Отец с декабря 1941 года стал батальонным комиссаром Беломорской военной флотилии и переехал в Архангельск.
В 1942 году Валентину с матерью удалось выехать из Ленинграда по «Дороге жизни» в Молотовск одним из эшелонов. Оттуда Валентин Пикуль бежал в школу юнг на Соловках. Мать в том же году умерла. Отец перевёлся в морскую пехоту и годом позже погиб в боях под Сталинградом.
В 1943 году Пикуль окончил школу юнг на Соловецких островах (был юнгой первого набора) по специальности «рулевой-сигнальщик» и был отправлен на эскадренный миноносец «Грозный» Северного флота, где прослужил до конца войны. После победы был отправлен в Ленинградское подготовительное военно-морское училище, но в 1946 году его отчислили «за нехваткой знаний».
Работал начальником отдела в водолазном отряде, потом в пожарной части. Занимался самообразованием. Уже тогда Пикуль решил посвятить себя литературному творчеству и поступил вольным слушателем в литературный кружок, которым руководила В. Кетлинская. Также начал посещать объединение молодых писателей, которым руководил В. А. Рождественский.
В это время Пикуль подружился с писателями В. А. Курочкиным и В. В. Конецким. Знакомые звали их «три мушкётера».
В 1962 году Валентин Пикуль переехал в Ригу («под давлением Даниила Гранина и обкома партии», как считает сослуживец писателя, а ныне сам писатель, — Виктор Ягодкин), где прожил до самой смерти.
По утверждениям родственников и знакомых, Пикуля часто преследовали угрозами, а после опубликования романа «Нечистая сила» он был жестоко избит. По словам того же Ягодкина, после публикации исторического романа «У последней черты» («Нечистая сила») за Пикулем был установлен негласный надзор по личному распоряжению М. Суслова.
Валентин Саввич Пикуль скончался 16 июля 1990 года от сердечного приступа на 63-м году жизни. Похоронен в Риге на Лесном кладбище.
Вскоре после войны Пикуль женился на Зое Борисовне Чудаковой (1927 г. р.). У них родилась дочь, но через несколько лет брак распался.
В 1958 году Пикуль женился на вдове Веронике Феликсовне Чугуновой (девичья фамилия — Гансовская, 1919 года рождения). Общих детей в браке не было, хотя у жены был уже взрослый сын от предыдущего брака. Свой исторический роман «Слово и дело» Пикуль посвятил Веронике Феликсовне.
Вскоре после смерти Чугуновой (она умерла в феврале 1980) Пикуль женился в третий и последний раз. Последнюю жену, а ныне его вдову, зовут Антонина Ильинична Пикуль. Сейчас Антонина Ильинична ведёт большую работу по увековечению имени писателя и пропаганде его творчества. Из-под её пера вышло несколько книг о В. Пикуле: «Валентин Пикуль. Из первых уст», «Уважаемый Валентин Саввич!», «Валентин Пикуль. Я мерил жизнь томами книг», «Живёт страна Пикулия», а также фотоальбом «Жизнь и творчество Валентина Пикуля в фотографиях и документах». За эту писательскую деятельность А. И. Пикуль была принята в Союз писателей России.
В 1947 году Пикулю впервые удалось напечататься в периодике — это был познавательный материал о женьшене. Тогда же Пикуль задумал свой первый роман под названием «Курс на Солнце». До этого он прочитал книгу о миноносцах Северного флота, которая возмутила его своей скучностью, и он решил написать об этом правдивее и лучше. Однако даже после трёх вариантов повести он остался ею неудовлетворён и собственноручно уничтожил рукопись. Тем не менее фрагменты повести были опубликованы в выходившей тогда в Таллине флотской газете «На вахте».
В 1950 году в альманахе «Молодой Ленинград» были напечатаны его рассказы «На берегу» и «Женьшень».
Первый роман Пикуля вышел в 1954 году Он назывался «Океанский патруль» и рассказывал о борьбе с немцами в Баренцевом море во время Великой Отечественной войны. Роман имел большой успех, и Пикуль был принят в Союз писателей СССР. Однако сам автор позже всячески открещивался от своего произведения и говорил, что этот роман — пример того, как не надо писать романы.
Последний роман, над которым работал Пикуль вплоть до своей смерти — «Барбаросса», посвящённый событиям Второй мировой войны. Он планировал написать два тома. Закончив работу над первым томом («Площадь павших борцов»), Пикуль рассчитывал перейти к написанию книги «Когда короли были молоды» (о событиях XVIII века), а затем создать второй том «Барбароссы». Однако он успел написать лишь большую часть первого тома романа «Барбаросса», во время работы над которым скончался.
Также он вынашивал замысел романа «Аракчеевщина», к которому уже собрал весь материал.
В замыслах остались романы о балерине Анне Павловой — «Прима»; о художнике Михаиле Врубеле — «Демон поверженный»; о старшей сестре Петра I, Софье, — «Царь-баба».
Общий тираж книг при жизни писателя (исключая журналы и зарубежные издания) составил примерно 20 млн экз.
Получаемые за книги деньги автор часто жертвовал на то, что считал нужным: например, Государственную премию РСФСР им. Горького за роман «Крейсера» он передал жителям Армении, пострадавшим от землетрясения 1988 г.; премию Министерства обороны за роман «Из тупика» отдал рижскому госпиталю, где лечились воины-«афганцы»; гонорар за роман «Фаворит» внёс в Латвийский фонд мира.
Книги Пикуля и сейчас продолжают пользоваться большим спросом и издаются и переиздаются практически ежегодно многотысячными тиражами. По словам вдовы писателя А. Пикуль, на 2008 г. общий их тираж достиг 500 млн экз.
Исторические произведения Пикуля часто подвергались и продолжают подвергаться критике за неаккуратное обращение с историческими документами, вульгарный, по мнению критиков, стиль речи и пр.
Больше всего в этом смысле досталось его последнему законченному роману «Нечистая сила» (журнальный вариант: «У последней черты»), несмотря на то, что сам автор считал его «главной удачей в своей литературной биографии».
Роман посвящен периоду т. н. «распутинщины» в России. Кроме рассказа о жизни Г. Распутина, автор в чёрном цвете изобразил моральный облик и привычки последнего русского императора Николая II, его жены Александры Фёдоровны (ныне причисленных Русской православной церковью к лику святых страстотерпцев), представителей духовенства (в том числе высшего). В такой же манере обрисовано практически всё царское окружение и тогдашнее правительство страны. Роман неоднократно критиковался историками и современниками описываемых событий за сильное расхождение с фактами и «бульварный» уровень повествования. Например, А. Столыпин (сын бывшего премьер-министра П. А. Столыпина) написал о романе статью с характерным названием «Крохи правды в бочке лжи» (впервые вышла в зарубежном журнале «Посев» № 8, 1980 г.), где, в частности, автор говорил: «В книге немало мест не только неверных, но и низкопробно-клеветнических, за которые в правовом государстве автор отвечал бы не перед критиками, а перед судом».
Советский историк В. Оскоцкий в статье «Воспитание историей» (газета «Правда» за 8 октября 1979 г.) назвал роман «потоком сюжетных сплетен».
В справочной статье о В. Пикуле в газете «Литературная Россия» (№ 43, 22 октября 2004) литературовед В. Огрызко рассказал об эффекте, произведённом романом среди писателей в то время:
Несмотря на это, вдова В. Пикуля полагает, что «…именно „Нечистая сила“ является, на мой взгляд, краеугольным камнем в понимании и, если хотите, в познании характера, творчества, да и всей жизни Валентина Пикуля».
Михаил Веллер в книге «Перпендикуляр» выразился следующим образом:
За 40 лет литературной деятельности Валентин Пикуль создал около 30 романов и повестей.
В Мурманске на аллее писателей в 2008 году был установлен бюст В. С. Пикулю, в июле 2011 у школы № 1 был заложен памятник Пикулю.
Ныне имя В. С. Пикуля носят:
В 1996 году В. Пикуля посмертно избрали действительным членом Петровской академии наук и искусств, а в 1998 г. (к 70-летию со дня рождения) его имя было занесено в листы памяти Золотой Книги Санкт-Петербурга (за № 0004).
В 1996 году на доме № 16 по 4-й Красноармейской улице Петербурга, где Пикуль жил с 1947 по 1961 гг., была открыта Памятная доска с соответствующей надписью.