Родилась 9 марта 1925 года в Москве.

В 1943 году под влиянием сестры поступила на биологический факультет МГУ, в свободное время ходила в студенческий театр МГУ. Узнав о наборе молодёжи на актёрский факультет ВГИКа, поступила в институт кинематографии на курс Василия Ванина.

В 1949 году окончила с отличием ВГИК (актёрский факультет) и вошла в штат Театра-студии киноактёра.

Первая роль в кино — роль Надежды Пургольд в художественном фильме «Мусоргский» (1950).

В 1985 году Валентина Алексеевна ушла из Театра-студии киноактёра. 

Скончалась на 88-м году жизни в ночь на 5 октября 2012 года у себя дома в Москве после перенесённого инсульта. Похоронена на Преображенском кладбище рядом с мужем, кинооператором Александром Кочетковым.