Родился 11 сентября 1974 г. в г. Калинине (ныне Тверь). До 16 лет жил в г. Керчи (Крымская область УССР, ныне Республика Крым, РФ). Российское гражданство получил после окончания вуза.
В 1996 г. окончил отделение политологии философского факультета Московского государственного университета (МГУ) им. М. В. Ломоносова, в 1998 г. - аспирантуру того же факультета.
Кандидат политических наук. В 2009 г. на философском факультете МГУ защитил диссертацию на тему "Теоретические основы изучения электорального поведения россиян в период становления современной российской государственности".
В юности был активистом комсомола, членом ЦК организации "Ленинский коммунистический союз молодежи Украины – Молодежь за демократический социализм".
В 1991-1993 гг. работал сотрудником Института массовых политических движений Российско-американского университета (Москва).
С 1993 по 2003 г. занимал различные должности в Центре политической конъюнктуры России. В 1993-1995 гг. был научным сотрудником, в 1995-1997 гг. - руководителем информационно-аналитического управления, в 1997-2000 гг. - заместителем директора, в 2000-2003 гг. - генеральным директором.
Одновременно в 1997-2003 гг. являлся научным сотрудником Института социально-политических исследований Российской академии наук (ИСПИ РАН).
В 1999 г. по совместительству работал в избирательном штабе блока "Единство" на выборах в Государственную думу РФ III созыва (в 2001 г. на основе блока была создана партия "Единство и Отечество", с 2003 г. получившая название "Единая Россия").
В сентябре 2003 г. стал генеральным директором Всероссийского центра изучения общественного мнения (ВЦИОМ), сменив в этой должности Юрия Леваду, который возглавлял ВЦИОМ с 1992 г. С 2006 г. Валерий Федоров также входит в совет директоров ВЦИОМа.
В 2003-2006 гг. Валерий Федоров по совместительству руководил Центром социальной информации ИСПИ РАН.
С 2003 г. - главный редактор журнала "Мониторинг. Социальные и экономические перемены".
В 2007-2008 гг. преподавал на факультете мировой политики МГУ им. М. В. Ломоносова.
С 2008 г. возглавлял центр исследовательских технологий и консультирования социологического факультета Российского государственного социального университета.
С 2010 г. по настоящее время - профессор, заведующий базовой кафедрой ВЦИОМ на факультете социальных наук Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики".
С 2010 г. возглавлял базовую кафедру ВЦИОМ в РГГУ, с 2012 г. – в МГИМО.
В 2012-2013 гг. – заведующий кафедрой прикладной политологии, с 2013 г. по н. в. - научный руководитель факультета политологии и социологии Финансового университета при правительстве РФ.
Член ESOMAR (Всемирная ассоциация профессионалов в области исследования общественного мнения и рынка, с 2004 г.), экспертного совета Российского союза промышленников и предпринимателей (с 2006 г.) и др.
Член Общественного совета при Министерстве обороны РФ (с 2010 г.), председатель комиссии по вопросам социального развития Вооруженных сил РФ. Входил в общественные советы при МВД, Федеральном дорожном агентстве, Минкультуры, Министерстве регионального развития, Министерстве природных ресурсов и экологии РФ.
Награжден орденом Дружбы (2014), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (2008). Отмечен Почетной грамотой (2018) и двумя благодарностями (2008, 2014) президента РФ.
Автор книг "Эпоха Путина. Тайны и загадки Кремлевского двора (в соавторстве, 2003), "Русский выбор. Введение в теорию электорального поведения россиян" (2010).