Родилась в городе Калининград, Московская область, РСФСР, СССР. Училась в Свердловском театральном училище (1960-1962). Окончила студию при БДТ имени Горького в Ленинграде (1964). В 1970-1992 - актриса Театра-студии киноактера в Москве. Снималась у Станислава Ростоцкого, Михаила Швейцера, Льва Кулиджанова, Георгия Данелия, Игоря Таланкина, Юрия Егорова, но чаще других - у Владимира Басова, который стал ее первым мужем (вторым был замечательный оператор Георгий Рерберг). В Ленинграде она легко поступила в студию при Большом драматическом театре, которой в то время руководил Георгий Товстоногов. В числе последних по времени работ Валентины Титовой - мелодрама Евгения Матвеева «Любить по-русски», криминальная лента Александра Хвана «Умирать легко», сериал «Другая жизнь» режиссера Елены Райской и комедия Мартироса Фаносяна «Нечаянная радость».
