Валентина Владимирова родилась 22 ноября 1927 года в селе Васильевка на Украине.
Во время войны Валентина жила на территории, оккупированной фашистами, а после войны переехала в Харьков и поступила в Инженерно—экономический институт. Проучившись два года на экономиста, она уехала в 1951 году в Москву и поступила во ВГИК, где училась в мастерской Бориса Бибикова и Ольги Пыжовой. Во время учебы Валентина Дубина познакомилась со своим будущим мужем — оператором Валерием Владимировым. Вместе они прожили 39 лет, и в этом браке у них родилась дочь Оксана.
Начиная с 1955 года Валентина Владимирова начала сниматься в эпизодических ролях в кино. В 1958 году ее Александр Довженко пригласил молодую актрису на роль Марии Кравчины в фильме "Поэма о море".
Валентина Харлампиевна - одна из самых снимавшихся актрис советского кино. За 37 лет работы в кино она сыграла огромное количество ролей, чаще эпизодических. Неслучайно ее называют мастером эпизодической роли. Амплуа Владимировой - "женщина из народа". В то же время 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).
Валентина Владимирова рассказывала: «Как только я закончила ВГИК, Александр Петрович Довженко пригласил меня сниматься в своем фильме «Поэма о море», сказав при этом фантастическую по нынешним временам фразу: «Вы будете у меня сниматься. Прочтите сценарий и выберите себе роль». На следующий день я пришла и сказала, что хотела бы сыграть Марию Кравчину. К моему крайнему удивлению, Довженко согласился, и с его легкой руки я начала свою работу в кино ролью матери четырех детей. Так дальше и пошло: в каждой роли дети, гуси, коровы, трактора, хозяйство, заботы. Можно было отнестись к этому враждебно, как к вопиющей несправедливости — мол, что это они мне предлагают коров да гусей. Но я почему—то сразу подумала, что роли мои не случайные, и не пыталась возвыситься над ними в мечтах о прекрасном актерском будущем, которое ждет меня впереди, а старалась соотнести эти роли с собой, со своими актерскими данными. Старалась понять закономерность их появления именно в моей творческой судьбе и многое узнала о себе — о своих внешних данных, о своих жанровых возможностях. Так, с того далекого времени я привыкла трезво смотреть на себя, не слишком обольщаться, не ждать приглашения на роль леди Макбет или Марии Стюарт, но с огромным удовольствием и без разочарований делать то, что мне предлагают, отдавать своим маленьким ролям все, что я сегодня знаю и умею, ничего не пряча и не откладывая «на потом», на случай какой—нибудь невероятной роли. И думаю, что именно поэтому сам процесс творчества приносит мне подлинную радость, когда задуманное на экране получается, или искреннее огорчение, когда вижу, что не дотянула, когда хочется что—то исправить, сделать иначе, интереснее, глубже. Иными словами, радость творчества со всеми его победами, неудачами в полной мере знакома мне, чего, думаю, никогда бы не произошло, займи я позицию вечного ожидания, пока еще не подоспели главные роли».
В 1992 году актриса вышла на пенсию и ушла из Театра—студии киноактера, а вскоре после этого трагически погиб ее муж, после смерти которого Валентина Харлампиевна уехала из своей квартиры на Мосфильмовской улице и жила в небольшом доме в пригороде столицы, лишь изредка приезжая в Москву. Она сама колола дрова, ходила за водой и вела обычный сельский образ жизни одинокой и забытой коллегами женщины.
23 марта 1994 года Валентина Владимирова умерла в своем доме в Подмосковье. Ее тело нашла соседка — Валентина Харлампиевна тихо сидела за столом, и казалось, что она просто уснула… Коллеги и поклонники актрисы узнали о ее смерти лишь спустя несколько месяцев после похорон.
Валентина Владимирова похоронена на Ваганьковском кладбище в Москве.
"Это было недавно, это было давно "