Окончил филологический факультет МГУ, отделение классической филологии (1957); одногруппник будущего академика М. Л. Гаспарова. В 1963—1992 годах работал редактором в журнале «Вопросы литературы», вёл факультативы во Второй физико-математической школе.
В конце 1960-х годов был исключён из КПСС за подготовку коллективного письма в поддержку политзаключенных Ю. Галанскова и А. Гинзбурга. В 1971 году вместе с известными советскими пушкинистами Татьяной Цявловской, Натаном Эйдельманом и Ильёй Фейнбергом участвовал в просмотре и обсуждении поставленного Михаилом Козаковым во МХАТе спектакля «Медная бабушка» по пьесе Леонида Зорина об Александре Пушкине.
С 1992 года — старший научный сотрудник Института мировой литературы РАН. Председатель Пушкинской комиссии ИМЛИ (с 1988 года). Доктор филологических наук (1999, по докладу «Феномен Пушкина как научная проблема: к методологии историко-литературного изучения»). Лауреат Государственной премии России 2000 года в области просветительской деятельности за книгу «Пушкин. Русская картина мира».
Специалист по творчеству Александра Сергеевича Пушкина, автор книг «Поэзия и судьба. Статьи и заметки о Пушкине» (1983, дополненное издание 1987), «Пушкин. Русская картина мира» (1999), «Да ведают потомки православных. Пушкин. Россия. Мы» (2001), «На фоне Пушкина» (2014).
Супруга — актриса Татьяна (Елена) Евгеньевна Непомнящая (род. 1931); сын Павел.
Валентин Семёнович скончался 15 сентября 2020 года.
