Валерий Золотухин родился 21 июня 1941 года в селе Быстрый исток Алтайского края.
В 1963 году окончил ГИТИС. Через год пришел в Театр на Таганке.
Помимо театральных ролей, он стал известен и любим благодаря игре в кино, в таких картинах как «Хозяин тайги», «Бумбараш», «Пропажа свидетеля», «Сказ про то, как царь Петр арапа женил» (и пр.).
В начале марта врачи обнаружили у него опухоль мозга.