Валери Боннетон родилась 5 апреля 1970 года в городе Сомен (департамент Нор, Франция).
В шестнадцатилетнем возрасте она жила в французской коммуне Аниш, где закончила колледж. После этого Валери училась актёрскому мастерству в актёрской школе «Cours Florent» , а затем в Высшей национальной консерватории драматического искусства в Париже, которую закончила в 26 лет. Начинала свою карьеру в театре, где познакомилась со своим будущим мужем Франсуа Клюзе.Дебютировав в кино в 1995 году, Боннетон сначала играла небольшие и эпизодические роли. Популярность актрисе принесла сыгранная ею одна из главных ролей в телесериале 2007 года «Что такое хорошо, что такое плохо» , после чего её чаще стали приглашать на роли в большом кино.
В 2010 году Валери Боннетон сыграла в фильме Гийома Кане «Маленькие секреты» , где снималась вместе со своим мужем Франсуа Клюзе и французской актрисой Марион Котияр.
В 2011 году за работу в этом фильме Боннетон был номинирован на соискание кинопремии «Сезар» в категории за «лучшую женскую роль второго плана» .
В 2013 году Валери Боннетон исполнила главную роль в приключенческой комедии режиссёра Александра Коффре «Вулкан страстей» , а её напарником по роли стал французский актер Дэни Бун.
В том же году Боннетон появилась на экране в ещё одной ленте «Любовь в квадрате» , а через год снялась сразу в нескольких французских комедиях, среди которых «Наверное» , «Любовь от всех болезней» и «Джеки в царстве женщин» с Шарлоттой Генсбур и Венсаном Лакост в главных ролях.
В января 2016 года Валери Боннетон была награждена французским орденом Искусств и литературы (кавалер).