Родился 11 февраля 1930 г. в селе Хмелевка Шепетовского района Каменец-Подольской области Украинской ССР (ныне в Хмельницкой области Украины) в крестьянской семье.
В 1937 г. вместе с родителями переехал в г. Шепетовку, где пошел в среднюю школу. К началу Великой Отечественной войны перешел в шестой класс и был принят во Всесоюзную пионерскую организацию им. В. И. Ленина.
Район Шепетовки был оккупирован германскими войсками в начале войны, сам город немцы заняли 5 июля 1941 г. После оккупации райцентра Валя Котик вступил в подпольную организацию. Первоначально вел работу по сбору оружия и боеприпасов, расклеивал листовки. В 1942 г. стал связным шепетовской подпольной организации, а в августе 1943 г. вступил в партизанский отряд им. Кармелюка под командованием Ивана Музалёва (лейтенант Красной армии, попавший в плен в августе 1941 г. и бежавший из него в январе 1943 г., - впоследствии за руководство партизанским отрядом был удостоен звания Героя Советского Союза). В составе отряда Валя Котик участвовал в боевых действиях и диверсиях, был дважды ранен. В октябре 1943 г. обнаружил под землей телефонный кабель немецкого командного штаба, который в дальнейшем уничтожили партизаны. Участвовал в подрыве шести железнодорожных эшелонов, склада.
Начало 1944 г. было отмечено крупными успехами Красной армии на правобережной Украине. Очередным сильным ударом по германской обороне стало наступление 1-го Украинского фронта на Ровно и Луцк. Пользуясь сковыванием крупных сил вермахта в борьбе под Корсунь-Шевченковским, советские войска продвинулись вперед, освободили от противника значительную территорию. 11 февраля 1944 г. подразделения 60-й армии заняли Шепетовку и стали развивать наступление на юго-запад, где находился важный узел дорог - г. Изяслав. Одновременно партизаны собирали крупные силы, сразу несколько отрядов, для содействия Красной армии в освобождении Изяслава.
16 февраля 1944 г. в бою за этот город Валя Котик получил тяжелое ранение и на следующий день скончался. На момент смерти мальчику исполнилось 14 лет.
Изяслав был освобожден от оккупантов 5 марта 1944 г. Партизаны, действовавшие в районе Шепетовки и Изяслава, были направлены дальше в германский тыл с целью ударов по коммуникациям противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 июня 1958 г. Валентину Котику было посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Пионер стал самым молодым советским гражданином, удостоенным этого звания.
Был также посмертно удостоен ордена Ленина (1958) и ордена Отечественной войны I степени (1945), награжден медалью "Партизану Отечественной войны" II степени.