Валентина Талызина родилась в Омске 22 января 1935 года. Будучи студенткой Омского сельхозинститута, она поняла, что сцена — это её призвание и бросила вуз. Уехала в Москву и поступила в ГИТИС, который закончила в 1958 году, и сразу же стала актрисой Театра имени Моссовета, где играет до сих пор.
Популярность принесли ей работы в фильмах “Вас вызывает Таймыр”, “Старики-разбойники”, “Большая перемена”, однако любимой ролью артистки стала роль Жени в фильме Сергея Бодрова-старшего “Непрофессионалы” 1985 года. В том же году актриса была удостоена звания народной артистки РСФСР, а в 2004 году получила премию “Золотой орёл” за лучшую женскую роль на телевидении. В богатой творческой биографии Валентины Илларионовны есть место и мультфильмам — так, именно она озвучила роль мамы дяди Фёдора в мультфильмах серии “Трое из Простоквашино”.