Родилась 22 января 1935 г. в Омске. В начале 1940-х гг. вместе с родителями проживала в гор. Барановичи (Белорусская ССР, ныне Белоруссия). Во время Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. вместе с матерью была эвакуирована в Сибирь.
С 1952 по 1954 г. Валентина Талызина училась на экономическом факультете Омского сельскохозяйственного института (ныне Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина). В 1958 г. окончила в Москве Государственный институт театрального искусства им. А. В. Луначарского (ныне Российский институт театрального искусства - ГИТИС). Выпускница мастерской народного артиста РСФСР Николая Петрова.
Работа в театре
С 1958 г. по н. в. Валентина Талызина служит в Государственном академическом театре им. Моссовета. Была задействована в постановках "Пора любви" по комедии Валентина Катаева, "Дядюшкин сон" по произведению Федора Достоевского, "Они сражались за Родину" по роману Михаила Шолохова, "Последняя жертва" и "Не было ни гроша, да вдруг алтын" по пьесам Александра Островского, "Царская охота" по произведению Леонида Зорина, "Егор Булычов и другие" и "Васса Железнова" по пьесам Максима Горького, "Мамаша Кураж и ее дети" по драме Бертольта Брехта, "Свадьба Кречинского" по комедии Александра Сухово-Кобылина и др. В текущем театральном сезоне участвует в спектаклях "Пиковая дама" по повести Александра Пушкина и "Волки и овцы" по комедии Александра Островского.
Автор литературно-поэтической программы "Поэтессы Серебряного века" и программы с чтением пасхальных стихотворений отечественных авторов.
Работа в кино
Валентина Талызина дебютировала в кино в 1963 г., исполнив роль следователя-практиканта Инны в фильме Леонида Аграновича и Владимира Семакова "Человек, который сомневается". Среди наиболее известных картин с ее участием: трагикомедия "Зигзаг удачи" (1968, режиссер Эльдар Рязанов), многосерийная мелодрама с элементами комедии "Большая перемена" по мотивам повести Георгия Садовникова "Иду к людям" (1973, Алексей Коренев), трагикомедия "Афоня" (1975, Георгий Данелия), комедия "Ирония судьбы, или С легким паром!" (1976, Эльдар Рязанов). Также актриса снималась в сериалах "Петербургские тайны" (1994-1995, Вадим Зобин и др.), "Линии судьбы" (2003, Дмитрий Месхиев), "Ленинград" (2007, Александр Буравский), "Достоевский" (2011, Владимир Хотиненко) и др. Последняя роль к настоящему времени - камео в шестисерийном фильме "Лето в городе" (2023, Вазген Каграманян). В общей сложности актриса снялась в более чем 100 фильмах и сериалах.
Валентина Талызина озвучила маму Дяди Федора - мальчика, одного из главных героев мультипликационных фильмов Владимира Попова "Трое из Простоквашино" (1978), "Каникулы в Простоквашино" (1980) и "Зима в Простоквашино" (1984) по произведениям Эдуарда Успенского.
Член Союза кинематографистов РФ, Российской академии кинематографических искусств, Национальной академии кинематографических искусств и наук России.
Книга
Валентина Талызина выпустила книгу воспоминаний "Мои пригорки, ручейки" (2012).
Звания, награды
Народная артистка РСФСР (1985).
Валентина Талызина награждена орденами Почета (2005), Дружбы (2010), "За заслуги перед Отечеством" IV степени (2017).
Лауреат кинопремии "Золотой орел" в номинации "Лучшая женская роль на телевидении" (2005 - "Линии судьбы", 2012 - "Достоевский").
Фильмы о Валентине Талызиной
Жизни и творчеству актрисы посвящены документальные фильмы "Валентина Талызина. Моей душе покоя нет..." (2010, режиссер Андрей Владимиров), "Валентина Талызина. Время не лечит" (2015, Руслан Трещев), "Валентина Талызина. Зигзаги и удачи" (2015, продюсер Лина Сапунова).