Валентина Васильевна Толкунова родилась 12 июля 1946 году в Армавире, в годовалом возрасте переехала в Москву.
Школьное образование получала в Ховрино - Железнодорожном районе Москвы. Прошла по конкурсу в ансамбль Центрального Дома Детей железнодорожников под управлением С.О.Дунаевского, где 10 лет пела в хоре под началом прекрасного музыканта Т.Н.Овчинниковой - первого педагога по музыке.

В 1964 году Валентина поступила на дирижерско-хоровое отделение в Московский государственный институт культуры. В 1966 г. выиграла конкурс в "ВИО-66" (вокально-инструментальный оркестр под управлением Ю.С.Саульского), где работала 5 лет солисткой-вокалисткой и пела джазовую музыку. В 1971 году В.Толкунова окончила музыкальное училище им.Гнесиных.
В 1971 году в телефильме "День за днем" В.Толкунова озвучила песни композитора И.Катаева на стихи М.Анчарова. Они быстро стали популярными и певица начала активно работать с Э.Колмановским, М.Таривердиевым, П.Аедоницким, Е.Жарковским, М.Минковым, В.Успенским, Е.Птичкиным, Л.Лядовой и другими известными композиторами.
В 1972 году по приглашению Л.И.Ошанина успешно выступила на сцене Колонного Зала в его юбилейном концерте. Валентину Васильевну стали постоянно приглашать на телевидение и радио.
Только в музыкальных фильмах и театральных спекталях В.Толкуновой исполнено более 300 песен. Она 23 раза становилась лауреатом телевизионного конкурса "Песня года". Певицей выпущено десятки грампластинок и компакт-дисков.
В 1989 году на базе Москонцерта, где В.Толкунова работала с 1973 года, создано Творческое Объединение "АРТ", театр музыкальной драмы и песни, художественным руководителем которого стала певица. Театром созданы музыкальные спектакли и программы: опера "Русские женщины" на стихи Некрасова, Пушкина и Кольцова; спектакли "Ожидание" (музыка В.Успенского на стихи Р.Рождественского) и "Брызги шампанского"; музыкальные песенные спектакли "Я не могу иначе", "Не оставляй меня, любовь", "Я росинка твоя, россиянка", "Новая весна В.Толкуновой". Все спектакли были поставлены на сцене Концертного зала "Россия".
Валентина Васильевна Толкунова - одна из любимейших отечественных певиц эстрады. Она Заслуженная (1975) и Народная артистка России (1987), Заслуженная артистка Калмыкии (1975), лауреат премий Ленинского Комсомола (1980) и МВД России (1995), почетный железнодорожник России (1996), заслуженный энергетик России (1997), почетный артековец, почетный бамовец, почетный пограничник. Награждена орденом Дружбы Народов (1996), почетным знаком ФАПСИ (1997), медалью в честь "850-летия Москвы" (1997), почетными грамотами Правительств Эстонии, Казахстана, Туркменистана, Украины, Калмыкии, Кабардино-Балкарии.
Умерла 22 марта 2010 года.