Училась в Инженерно-экономическом институте (г. Харьков).
В 1955г. окончила ВГИК (мастерская Б. Бибикова, О. Пыжовой).
Служила в Театре-студии киноактера.
Популярная исполнительница ролей женщин из народа, создательница галереи запоминающихся образов крестьянок и матерей. Лучшие работы в фильмах: «Председатель», «Любушка», «Не забудь… станция Луговая», «Угрюм-река», «Белый Бим чёрное ухо».
Юность. Учёба
В 1944 году, после освобождения от фашистской оккупации, девушка вместе с земляками строила избы, пахала в поле, ухаживала за скотиной.
После войны отправилась в Харьков и поступила в Инженерно-экономический институт. Там же впервые оказалась в театре как зритель и поняла, что выбрала не ту профессию.
Проучившись 2 года на экономиста, Валентина уехала в Москву и поступила во ВГИК, в мастерскую Бориса Бибикова и Ольги Пыжовой. На вступительном экзамене читала стихи А. Твардовского и отрывок из рассказа А. Толстого "Русские люди", с первых шагов определив для себя тему дальнейшего творчества. В годы учёбы она исполняла роли героинь в драмах А. Островского и комедийные роли в украинской классике, играла старух и девчонок, весёлых и страдающих, влюблённых и обиженных.
Кино
Эта устремлённость молодой актрисы, её влюблённость в жизнь привели к встрече с Александром Довженко, который предложил ей сыграть роль Марии Кравчины в фильме "Поэма о море".
В 1955 году Валентина Владимирова окончила ВГИК и вошла в труппу Театра-студии киноактёра.
За 37 лет работы в кино она сыграла огромное количество ролей, чаще эпизодических. О героинях Валентины Владимировой принято было писать – "простые женщины". Но актриса умела раскрывать человеческую сложность своих неброских героинь, выявлять в них характеры, суть, личность. Будь то любящие жёны, немногословные солдатки или чёрствые соседки.
Лучшие работы в фильмах: "Председатель" (Полина Коршикова), "Любушка", "Не забудь… станция Луговая" (Мария Агафоновна), "Угрюм-река" (Мария Кирилловна), "Белый Бим чёрное ухо" (соседка), "Тени исчезают в полдень" (Марфа).
Последние годы
В последние годы Владимирова часто жаловалась друзьям, что прожила жизнь напрасно. В 1992 году, не в силах смириться с тем, что творилось в её родном Театре-студии киноактёра, она подала заявление об уходе. А вскоре трагически погиб её муж. И это после того, как она буквально вытащила его с того света после инсульта. Однажды он сел за руль своего автомобиля и, хотя она отговаривала его от этой поездки, уехал. Домой он не вернулся.
После смерти мужа Валентина Харлампиевна уехала на дачу и жила там одна, лишь изредка наведываясь в Москву. Последние годы жизни Валентина Харлампиевна провела в уединении, ни с кем не общалась и тяжело болела.
На даче, 23 марта 1994 года, она и умерла. Похоронена на Ваганьковском кладбище Москвы (участок № 43).