Скончался 22 июля 1992 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Основные труды по геохимии процессов рудообразования, магматических и лунных пород, а также геохимическим методам поисков, оценки и прогноза месторождений рудных полезных ископаемых. Описал механизм формирования олово-рудных месторождений и определил основные черты химизма образования месторождений боратов.
Награжден 2 орденами, а также медалями.
В 1987 году награждён золотой медалью имени В. И. Вернадского АН СССР за серию работ по проблеме «Сравнительная планетология и геохимия внеземного вещества».
В честь Валерия Барсукова назван кратер на Марсе.