Валерий Петрович Тодоровский родился в Одессе 9 мая 1962 года в семье мэтра советской кинорежиссуры Петра Тодоровского. Окончив школу, стал учиться на сценарно-киноведческом факультете ВГИКа, который окончил в 1984 году.
Одной из первых киноработ Валерия Тодоровского стал сценарий к фильму «Двойник», который был написан в соавторстве с А. Колбергсом в 1986 году. По сценариям Тодоровского также были сняты такие известные фильмы как «Гамбринус» (1990), «Морской волк» (1990), «Циники» (1991).
В 1990 году он впервые выступил в амплуа режиссера, сняв картину «Катафалк». Дебют был удачным: в 1991 году картина получила гран-при на МКФ «Золотой дукат» в Мангейме в Германии. Следующий фильм режиссера и сценариста Валерия Петровича – «Любовь» (1991) – получил несколько призов на международных кинофестивалях, среди которых приз зрительских симпатий в Каннах (1992) и «Приз Мира» в Чикаго (1992).
В 1997 году Тодоровский прославился фильмом «Страна глухих». Этот фильм получил высокую оценку российских кинокритиков и завоевал гран-при VI кинофестиваля «Виват кино России!» в Санкт-Петербурге в 1998 году.
С 1991 года Валерий Тодоровский выступает и как продюсер в фильмах «Кикс», «Змеиный источник», «Охота на пиранью», «Поцелуй бабочки», «Реальный папа», телесериалах «Каменская», «Бригада», «Идиот», «Линии судьбы», «Курсанты», «Мастер и Маргарита» и многих других. Фильм режиссера «Стиляги» получил премию «Ника» Российской киноакадемии как лучший игровой фильм 2008 года.