Родилась в Москве.
В детстве уделяла много времени художественной гимнастике, в возрасте 14 лет стала кандидатом в мастера спорта. В спортзал «Крылья Советов», где она тренировалась пришел ассистент режиссера. Валентину пригласили на пробы фильма Эдмонда Кеосаяна «Неуловимые мстители». Утверждение на роль «Ксанки» произошло практически сразу. Картины имели огромный успех. После съемок не стала продолжать карьеру актрисы. Вышла замуж за певца Бориса Сандуленко. В 1973 году у них родился сын, позже и дочь.