Валентин Абрамов родился 21 февраля 1922 года в Москве.
В 1940—1946 годах служил в РККА на Дальнем Востоке.
В 1951 году закончил Театральное училище имени М. С. Щепкина.После окончания училища поступил в Театр имени К. С. Станиславского, где играл до 1960 года.
В 1960—1963 годах был актёром Московского драматического театра на Малой Бронной.
С 1963 года служил в Московском драматическом театре имени А. С. Пушкина.Кроме этого, был драматургом. Его пьеса была поставлена в театре им. Пушкина.
В кино дебютировал в 1951 году. Играл в таких известных картинах, как «Девушка без адреса» , «Баллада о солдате» , «Анискин и Фантомас» . Дважды играл маршала Бориса Михайловича Шапошникова (в фильме «Море в огне» и киноэпопее «Блокада» ).Умер 28 апреля 1976 года в Москве, похоронен на Донском кладбище (закрытый колумбарий).