В 1966 году снялась в эпизодической роли в художественном фильме «Выстрел». В 1971 году окончила Школу-студию МХАТ. В 1972-1974 годах актриса Московского театра кукол. В 1974-1975 годах играет в Театре-студии под руководством Геннадия Юденича. С 1975 по 1980 год она актриса Нового драматического театра.
С 1 марта 1980 года работала диктором Всесоюзного радио. Была определена в бригаду Ф. И. Лихачёвой, где её наставником стала Е. А. Иоаниди. Своими учителями Валентина Николаевна также называла Илью Прудовского и Сергея Богомолова. Позже она состояла в бригаде Г. В. Расторгуева. В 1990-1991 годах вела радиообозрение «Собеседник», в 1992-1994 годах радиоканал «Полуночник». С 1991 по 1996 год работает диктором «Радио 1».
1 августа 1996 года Валентину Мокроусову пригласили стать ведущей на радиостанции «Маяк», где она трудилась до 2006 года. Преподавала технику речи в Высшей школе телевидения «Останкино» и в Московском институте телевидения и радиовещания «Останкино» (до лета 2011 года).
Присвоены квалификации «диктор высшей категории», «мастер художественного слова высшей категории». Лауреат премии имени Г. К. Жукова «Патриоты России».