Родился 16 февраля 1925 г. в Москве. Его отец - Аркадий (Арон) Самойлович Гинзбург - был экономистом. Мать - Фанни (Фейга) Борисовна Векслер - работала администратором в музыкальном училище. Старший брат - Александр Галич (1918-1977, поэт и сценарист).
В 1949 г. Валерий Гинзбург окончил операторский факультет Всесоюзного государственного института кинематографии (ныне - Всероссийский государственный институт кинематографии им. С. А. Герасимова).
В 1948 г. в качестве кинооператора-практиканта дебютировал на съемках фильма "Молодая гвардия" режиссера Сергея Герасимова.
С 1949 г. по 1998 г. Валерий Гинзбург работал оператором на Московской киностудии им. Максима Горького (ныне - Центральная киностудия детских и юношеских фильмов им. Максима Горького).
В 1951 г. в качестве второго оператора снял фильм "Сельский врач" (режиссер Сергей Герасимов).
Первой самостоятельной операторской работой Гинзбурга стала лента "Солдат Иван Бровкин" (1955, режиссер Иван Лукинский). Среди его других известных работ кинокартины: "Иван Бровкин на целине" (1959, Иван Лукинский), "Когда деревья были большими" (1962, Лев Кулиджанов), "Комиссар" (1967, Александр Аскольдов), "Деревня Утка" (1977, Борис Бунеев).
В середине 1960-х - начале 1970-х гг. сотрудничал с писателем и режиссером Василием Шукшиным. Снял поставленные им картины "Живет такой парень" (1964), "Ваш сын и брат" (1965), "Странные люди" (1969), "Печки-лавочки" (1972).
В 1960-1976 гг. Валерий Гинзбург преподавал на операторском факультете ВГИКа. После отъезда из СССР в 1974 г. своего старшего брата Александра Галича был уволен из вуза.
В 1989 г. в соавторстве с режиссером Иосифом Пастернаком снял документальный фильм "Александр Галич. Изгнание".
В фильмографии кинооператора 27 картин. Последней работой Валерия Гинзбурга стал фильм "Простодушный" (1994, режиссер - Евгений Гинзбург, его двоюродный племянник).
Валерий Гинзбург скончался 23 октября 1998 г. в Москве на 74-м году жизни. Похоронен на столичном Введенском кладбище.
Заслуженный деятель искусств РСФСР (1969). Народный артист РФ (1996).
Лауреат Государственной премии РСФСР им. братьев Васильевых (1967, за съемки фильма "Ваш сын и брат").
Обладатель премии "Ника" в категории "Лучшая операторская работа в игровом кино" (1989, за съемки фильма "Комиссар").
Был женат на Людмиле Георгиевне Чудновской (1929-2005).