Валерий Сергеевич Золотухин родился 21 июня 1941 года в алтайской деревеньке с поэтическим названием Быстрый Исток.
В 1963 году окончил отделение музыкальной комедии Государственного института театрального искусства им. А.В.Луначарского. В 1963-1964 гг. - актёр Академического театра им. Моссовета, с 1964 года - Театра драмы и комедии на Таганке.

Снимался в фильмах: Пакет (1965), Хозяин тайги (1968), Цветы запоздалые (1969), Салют, Мария! (1970), Бумбараш (1971), О друзьях-товарищах (1971-72), О тех, кого помню и люблю (1973), Единственная (1975), На всю оставшуюся жизнь... (1975), Сказ про то, как царь Пётр арапа женил (1976), Смешные люди! (1977), Яблоко на ладони (1981), Детский мир (1982), Остров сокровищ (1982), Чародеи (1982), Средь бела дня... (1983), Человек с аккордеоном (1985), Захочу - полюблю (1990), Говорящая обезьяна (1991), Вальс золотых тельцов (1992), Как живете, караси? (1992), Охламон (1993), Солдат Иван Чонкин (1994), Не валяй дурака... (1997) и др. Во многих фильмах голос Золотухина звучал в закадровом исполнении песен.
В.Золотухин спел в концертах, на радио и телевидении, а также записал на пластинки и диски значительное число русских народных песен и песен советских композиторов. Он Лауреат телевизионного конкурса "Песня года".
Валерий Сергеевич - Народный артист РСФСР (1987).
Умер 30 марта 2013 года.