Валерий Владимирович Медведев родился 16 марта 1923 года в городе Ишим, Тюменская область. Его отец комиссар рабоче-крестьянской Красной армии Иван Павлович Маринин, а мать - медсестра Эмилия Ивановна Шевченко. В 1935 году семья переехала в Челябинск, где отец будущего писателя получил должность начальника областного управления коневодства. Валерий Маринин занимался в челябинском Доме художественного воспитания детей рисованием, лепкой, хореографией, театральным искусством. Писать стихи и рассказы, преимущественно юмористического содержания, начал ещё в школе.
   Иван Маринин в 1937 году был арестован и расстрелян по обвинению в контрреволюционной деятельности. Вскоре после расстрела отца была арестована мать Валерия. Дети Марининых - старший сын Леонид, средний Валерий и младший Владимир - были отданы в челябинский детский дом. Через некоторое время Валерия усыновил актёр Челябинского драматического театра Владимир Медведев, давший ему свои отчество и фамилию.
   В конце 1930-х годов Валерий Медведев стал играть небольшие роли в Челябинском драматическом театре под наставничеством Кулешова, челябинской оперетте.
   В 1940 году молодой человек  поступил на режиссёрский факультет Государственного института театрального искусства, с которого в начале Великой Отечественной войны был призван в армию.
   Роль Петьки в фильме Столпера и Иванова «Парень из нашего города» Медведев исполнил в 1942 году. В следующем 1943 году - роль Васеньки в фильме Ф. М. Эрмлера «Она защищает Родину». После демобилизации в 1952 году окончил ГИТИС. Играл в спектаклях Театра имени Моссовета.
   Будучи студентом, Валерий Медведев начал сочинять эстрадные сатирические монологи и интермедии для Аркадия Райкина, тексты песен и комические миниатюры для Леонида Утёсова, Клавдии Шульженко и других. Написал пьесу «Ночной вор», поставленную в Московском театре драмы и комедии.
   Дебютировал в детской литературе сказкой «Голоса», опубликованной в журнале «Мурзилка» в 1957 году. Получил известность в качестве автора литературных произведений для детей и юношества - повестей и романов «Гусёнок третьего сорта», «Вовка Веснушкин в стране заводных человечков», «Тире-тире-точка», «Сделайте весёлое лицо», «Свадебный марш», «Флейта для чемпиона» и другие. Наибольшую популярность приобрёл цикл произведений Валерия Медведева о Юрии Баранкине: повести «Баранкин, будь человеком», «Сверхприключения сверхкосмонавта», «И снова этот Баранкин, или Великая погоня». Прототипами большинства героев цикла стали одноклассники писателя - ученики челябинской школы № 1.
   Книги Валерия Медведева многократно переизданы, переведены на 27 языков мира.
   Великий детский писатель умер на 74-м году жизни от рака желудка 16 февраля 1997 года. Похоронен в Москве на Ваганьковском кладбище.