Она появилась на свет 18 июня 1941 года в самом центре Москвы. Раннее детство будущая актриса провела на Дальнем Востоке, куда отправили на защиту границы её отца-военного. Когда для Вали настало время идти в первый класс, семья вернулась на Арбат: здесь девочка выросла, получила школьный аттестат и с первой попытки поступила в Щукинское училище.
Талантливая студентка быстро нашла своё место в мире кинематографа. Её дебют состоялся в мелодраме Искры Бабич «Первое свидание», где начинающей актрисе досталась роль Нади Казаковой. А уже вскоре Валентине улыбнулась большая удача: режиссёр Андрей Тарковский пригласил её в картину «Иваново детство», где Малявиной предстояло сыграть фельдшера Машу.
Лента получила «Золотого льва» Каннского кинофестиваля, а красотой исполнительницы главной роли восхищались далеко за пределами Советского Союза. Поговаривали, что на съёмках у актрисы был роман с женатым режиссёром, однако сама Валентина Малявина эти слухи всегда отрицала.
И неудивительно — ведь на тот момент она уже была замужем. С арбатским парнем Александром Збруевым 17-летняя Валя познакомилась на танцах — они вместе поступили в Щукинское училище, а уже вскоре отправились в ЗАГС. Поспешить с оформлением отношений влюблённых заставило одно обстоятельство: Малявина ждала ребёнка.
Однако родители жениха были категорически против столь раннего материнства. Юная актриса вспоминала, что её заставили отправиться на приём к врачу и тайно провели роковую операцию, хотя сама она тогда и не осознавала, что её лишают самого главного в жизни.
Потеря дочери стала для молодой семьи тяжёлым ударом. Супруги часто ссорились и уже не могли относиться друг к другу как раньше. Они прожили вместе четыре года, когда уже успешная актриса Валентина Малявина призналась мужу в измене: на съёмках у неё закрутился роман с режиссёром Павлом Арсеновым. Збруев тяжело переживал предательство, но не соглашался на развод, так что брак был расторгнут в судебном порядке.
Вскоре актриса вышла замуж за Павла Арсенова. Этот браке принёс ей несколько ярких ролей, среди которых оказалась очаровательная Анджела из музыкальной сказки «Король-олень». Изначально в фильме планировался другой финал, но под конец съёмок супруги разругались, так что Арсенову пришлось оставить историю открытой.
Счастья со вторым мужем Валентина Малявина не обрела: их новорождённая дочка умерла от инфекции, не прожив и нескольких дней. Очередной удар судьбы окончательно подкосил актрису. Она впала в депрессию и впервые начала заливать горе алкоголем.
Семейная жизнь Малявиной трещала по швам. Актриса пыталась забыться в объятиях коллеги по спектаклю «Гамлет» Александра Кайдановского, с которым после очередных гастролей у неё начались отношения. Супруг Павел Арсенов с пониманием отнёсся к измене жены и даже познакомился с её любовником, ожидая, что мимолётное увлечение Валентины скоро пройдёт.
Однако роман с Кайдановским затянулся на шесть лет. Всё это время темпераментные актёры жили под одной крышей и часто устраивали громкие скандалы. Устав от постоянных ссор, Малявина приняла решение бросить сразу обоих мужей — и гражданского, и законного.
К тому моменту Александр Кайдановский уже познакомил её с молодым и подающим надежды актёром Станиславом Жданько. Он был младше актрисы на 12 лет и только начинал свой путь в кино, мечтая поскорее взобраться на вершину актёрского Олимпа. Однако судьба оказалась к нему неблагосклонна: роль, о которой он давно мечтал, отдали другому актёру, а Станислав остался не у дел.
Разочаровавшись в себе, Жданько начал искать утешение в бутылке, приобщив к застольям и свою возлюбленную. Совместные попойки заканчивались перепалками и даже драками, а однажды случилось страшное — 24-летнего актёра нашли мёртвым с ножом в сердце.
Изначально следствие решило, что Станислав Жданько совершил самоубийство на фоне алкоголизма и психического расстройства. Однако убитая горем мать актёра упорно искала виновных в гибели сына. Спустя пять лет состоялся пересмотр дела и на этот раз обвинение пало на Валентину Малявину.
Актриса вину не признала, но всё равно отправилась за решётку: её приговорили к девяти годам лишения свободы, а через пять лет она вышла по амнистии в честь 70-летнего юбилея Октябрьской революции. И даже снова начала сниматься в кино.
Вернувшись из заключения, Валентина Малявина не долго оставалась одна — в её жизни появился кузнец высшего класса Максим Краснов, который своими руками создавал ограду Третьяковской галереи. Однако этот брак оказался скоротечным. На смену мастеру по металлу пришёл резчик по дереву и иконописец Владимир Красницкий. Он стал пятым и последним мужем Валентины Малявиной, но семейную жизнь оборвала трагедия — на мужчину напали в тёмном переулки и нанесли смертельный удар ножом в спину.
Перенесённые переживания сказались на психическом состоянии Валентины Малявиной. Она была в депрессии, злоупотребляла спиртным и часто собирала у себя дома местных алкоголиков. На имя одного из них актриса даже переписала квартиру, но мошенников удалось привлечь к суду. Тем не менее, Валентина Александровна находила в себе силы жить и творить.
Она увлеклась живописью и успела провести пять персональных выставок, а также написала две киноповести и автобиографическую книгу с говорящим названием «Я хочу любить».
Однако злоключениям актрисы не было конца. В начале 2000-х она упала и сильно ударилась головой. От удара атрофировался зрительный нерв, и Малявина навсегда лишилась зрения. Последние несколько лет она провела в московском пансионате ветеранов науки РАН, где её изредка навещали бывшие коллеги и сестра.
80-летняя Валентина Малявина ушла из жизни в прошлом году, урна с прахом актрисы была захоронена в колумбарии Троекуровского кладбища.