Валерий Иванович Петров родился 16 мая 1929 года в Воронеже. Сын профессора, генерал-майора Ивана Васильевича Петрова (1906-1975), заслуженного деятеля искусств РСФСР, дирижера, композитора, педагога. Иван Васильевич был дирижёров одного из оркестров на Параде Победы 1945 года. В 1943 году окончил Музыкальное училище при Московской консерватории по классу трубы Михаила Иннокентьевича Табакова.
С 1943 по 1945 годы воспитанник оркестра Военно-политической академии имени Ленина, а затем срочнослужащий оркестра Военной академии имени Фрунзе.
В 1949 году окончил Высшее училище военных дирижеров, в 1954 — адъюнктуру института военных дирижёров.
В 1949—1950 годах - дирижёр Военной академии имени Фрунзе.
1954-1956 - преподаватель института военных дирижёров.
В 1956—1960 годах - начальник военно-оркестровой службы Воронежского военного округа.
С 1960 года - преподаватель военно-дирижёрского факультета Московской консерватории.
Автор произведений для военных оркестров, музыки к спектаклям ("Мера за меру", 1964; "Зимняя баллада", 1971) и фильмам ( "Трудные дети", 1965; "О чём молчала тайга", 1966; "Орлята Чапая", 1969).
Кандидат искусствоведения (1954). Заслуженный деятель искусств РСФСР (1989). Председатель песенной комиссии Союза московских композиторов (1994 - 2002). Награждён орденом Почёта (1999).
Умер 21 мая 2008 года.