Родился 29 июня 1947 г. в пос. Сусанино Костромской области.
В 1966 г. окончил Московский авиационный техникум им. Н. Н. Годовикова, в 1971 г. - вечернее отделение Московского института радиотехники, электроники и автоматики (ныне - Московский технологический университет) по специальности "радиоинженер". Затем получил диплом Российской академии народного хозяйства и государственной службы при президенте РФ.
В 1966-1968 гг. проходил срочную службу в войсках противовоздушной обороны в Приморском крае, на Сахалине.
С 1968 по 1975 г. - помощник мастера, начальник бюро подготовки производства цеха, старший инженер-технолог на московском радиозаводе "Салют".
С 1975 г. работал заместителем секретаря парткома завода "Салют", затем инструктором, заместителем заведующего промышленно-транспортным отделом Перовского районного комитета Коммунистической партии Советского Союза (КПСС), инструктором Московского городского комитета КПСС. С 1980 г. - заместитель заведующего отделом машиностроения Московского горкома КПСС.
В 1983 г. Валерий Шанцев был избран депутатом Перовского районного совета народных депутатов. В 1985-1990 гг. – председатель исполкома Перовского райсовета, первый секретарь Перовского районного комитета КПСС, председатель Перовского районного совета народных депутатов.
В 1987 и 1990 гг. избирался депутатом Московского городского совета депутатов (Моссовет). В 1990-1993 гг. возглавлял коммунистическую фракцию "Москва". В мае 1991 г. на сессии Моссовета выступил с требованием отставки его председателя Гавpиила Попова, обвинив последнего в дезоpганизации работы парламента, в частности, в использовании трибуны Моссовета для агитации в ходе избирательной кампании по выборам мэра столицы.
В 1990-1991 гг. - секретарь Московского городского комитета КПСС.
После запрета КПСС в 1991 г. работал коммерческим директором хоккейного клуба "Динамо" (Москва).
В 1992-1993 гг. принимал участие в воссоздании Коммунистической партии Российской Федерации (КПРФ), входил в оргкомитет по подготовке ко II (восстановительно-объединительному) съезду партии. Был сопредседателем временного исполнительного комитета московской коммунистической организации. В феврале 1993 г. на II съезде избран членом Центрального исполнительного комитета КПРФ. В 1993-1994 гг. являлся первым заместителем председателя исполкома московского отделения КПРФ.
Близкий соратник мэра Москвы Юрия Лужкова. В апреле 1994 г. Лужков назначил Валерия Шанцева префектом Южного административного округа Москвы, членом правительства столицы.
В 1996 г. в паре с Юрием Лужковым участвовал в выборах мэра Москвы (в качестве кандидата на пост вице-мэра). Во время избирательной кампании на Шанцева было совершено покушение: 7 июня в подъезде его жилого дома сработало взрывное устройство. В результате Валерий Шанцев получил более 140 осколочных ранений и ожог почти 50% тела. Заказчики и исполнители покушения найдены не были.
16 июня 1996 г. Юрий Лужков был избран мэром столицы, Валерий Шанцев - вице-мэром (88,49%). 19 декабря 1999 г. Лужков и Шанцев вновь были переизбраны на посты мэра и вице-мэра Москвы, набрав 69,89% голосов. Одновременно Шанцев занимал должность первого заместителя премьера правительства Москвы Юрия Лужкова, руководил комплексом социальной сферы, затем - комплексом экономической политики и развития столицы. В июне 2000 г. был назначен председателем региональной энергетической комиссии Москвы, в сентябре того же года возглавил городскую конкурсную комиссию по инвестированию строительства и реконструкции жилых объектов.
В 2002 г. Генпрокуратура РФ оспорила в Московском городском суде положение столичного устава, позволяющее избирать вице-мэра. Несмотря на это, Валерий Шанцев остался на посту заместителя главы столицы.
В декабре 2003 г., после очередных выборов, Юрий Лужков назначил Валерия Шанцева вице-мэром Москвы. В январе 2004 г. он также возглавил комплекс развития научно-производственного потенциала Москвы, межрегиональных и общественных связей (курировал промышленность, предпринимательство, рекламу, спорт и другие сферы городского хозяйства).
В 2003 г. вступил в партию "Единая Россия".
В августе 2005 г. его политическая карьера резко изменилась: Валерий Шанцев возглавил Нижегородскую область. Его кандидатура была предложена 2 августа 2005 г. президенту РФ Владимиру Путину полпредом в Приволжском федеральном округе Сергеем Кириенко. Глава государства внес кандидатуру Шанцева на рассмотрение в Законодательное собрание Нижегородской области. 8 августа 2005 г. региональный парламент наделил его полномочиями губернатора, в тот же день состоялось вступление в должность. Валерий Шанцев сменил на посту главы области Геннадия Ходырева.
17 июня 2010 г. Законодательное собрание Нижегородской области вновь утвердило Шанцева в должности главы региона по представлению президента РФ Дмитрия Медведева.
В октябре 2010 г., после отставки мэра Москвы Юрия Лужкова в связи с утратой доверия президента РФ, партия "Единая Россия" включила Валерия Шанцева в список возможных кандидатов на пост столичного главы. Однако президент Дмитрий Медведев предложил на утверждение Мосгордуме кандидатуру вице-премьера РФ Сергея Собянина.
30 мая 2014 г. указом президента Владимира Путина Валерий Шанцев был назначен временно исполняющим обязанности губернатора области.
14 сентября 2014 г. он победил на выборах губернатора Нижегородской области, набрав 86,93% голосов избирателей (был выдвинут партией "Единая Россия"). Второе место занял кандидат от "Справедливой России" Александр Бочкарев - 5,65% голосов. 24 сентября Валерий Шанцев официально вступил в должность. Одновременно стал председателем правительства региона.
26 сентября 2017 г. президент России Владимир Путин принял досрочную отставку Валерия Шанцева и назначил врио главы региона Глеба Никитина, первого заместителя министра промышленности и торговли РФ.
В апреле 2018 г. назначен генеральным директором московского клуба Континентальной хоккейной лиги (КХЛ) "Динамо".
В 2007 и 2011 гг. Валерий Шанцев возглавлял региональные списки "Единой России" от Нижегородской области на выборах в Государственную думу РФ V и VI созывов. Оба раза после выборов отказывался от депутатского мандата.
Общая сумма декларированного дохода за 2015 г. оставила 49 млн 220 тыс. руб. (в т. ч. доход по основному месту работы - 3 млн 751 тыс. руб., полученный в порядке наследования - 37 млн 169 тыс. руб.).
Общая сумма декларированного дохода за 2016 г. составила 10 млн 782 тыс. руб. (в том числе доход по основному месту работы - 3 млн 802 тыс. руб.).
Награжден орденами Почета (1996), Дружбы (2007), "За заслуги перед Отечеством" IV, III и II степеней (2005, 2012, 2017), медалями "За трудовое отличие", "За трудовую доблесть" и др. Награжден также орденом преподобного Серафима Саровского (РПЦ; 2006). Отмечен благодарностями президента РФ (1997, 2016) и почетной грамотой правительства РФ (2007).
Удостоен орденов Дружбы народов (Белоруссия; 2005), Дружбы (Лаос; 2005), "Великий офицер" (Бельгия; 2006), "За гражданские заслуги" III степени (орден короля Испании; 2008), Дружбы (Южная Осетия; 2009).
Заслуженный работник жилищно-коммунального хозяйства РФ (1997).