Валентин Петров е на 15 юни 1959 година в град Етрополе.
Висшето си образование завършва в Пловдивския университет "Паисий Хилендарски" през 1984 година - специалност "Физика". В Министерство на вътрешните работи постъпва през 1985 година, когато в РПУ -Етрополе е назначен като оперативен работник в криминална полиция. През близо 20-годишната си полицейска кариера е преминал последователно през всички нива на йерархия в системата. От 1992 година работи в криминалния сектор на второ РПУ - Пловдив, като още същата година е издигнат за заместник началник на същото районно управление.
От 1998 година той оглавява РПУ -Асеновград, а на следващата година е назначен за началник на РЗ "Полиция" в град Пловдив. Разкриването на редица тежки криминални престъпления и овладяването на криминогенната обстановка са сред основните аргументи за това на 22 април 2002 година той да бъде назначен за директор на РДВР-Пловдив. 

С указ на президента на Република България на 30 октомври 2002 година е удостоен със званието генерал-майор.
За директор на НСБОП e назначен на 30 юли 2004 година.
През годините той придобива по-висока професионална квалификация, като е специализирал в Скотланд ярд, ФБР, Сикрет сървис и в Двете международни правоприлагащи академии в Будапеща и Розуел-САЩ.
За високия принос в борбата с престъпността е награждаван с Трета, Втора и Първа степен "Почетен знак на МВР", произвеждан два пъти предсрочно в звание, награден е с късо огнестрелно оръжие . През 2004 година той получава Почетната грамота на Европол, връчена лично от Юрген Щорбек за изключителния му принос в борбата с престъпните мрежи за фалшифициране на европейската валута.
С указ на президента Георги Първанов от 21 септември 2005 година е назначен за директор на Национална служба "Полиция" и е удостоен със звание генерал-лейтенант.
Главен комисар Валентин Петров е семеен, има дъщеря.

В момента Валентин Петров е назначен временно за главен секретар на МВР.