Valerie Bertinelli nasceu em Wilmington, Delaware, filha de Nancy (Carvin) e Andrew Francis Bertinelli, Jr., um executivo da General Motors, e foi criada com um irmão mais velho e dois mais novos. No início da adolescência, seu pai foi transferido para uma fábrica de montagem da GM na área de Detroit, Michigan, e sua família residia em Clarkston, Michigan, onde ela estudou na Clarkston Middle School. Pouco tempo depois, seu pai foi novamente transferido para outra fábrica automotiva da GM em Van Nuys, Califórnia. Nessa época, Bertinelli tornou-se amigo da vizinhança da filha de um produtor de TV e logo se matriculou na Tami Lynn School of Artists para estudar atuação. Tami Lynn lançou a carreira de Valerie na série de TV de sucesso da CBS, One Day at a Time (1975). Tami Lynn foi gerente pessoal de Valerie de 1971 a 1979.
Em dezembro de 1975, a comédia de situação One Day at a Time (1975), produzida por Norman Lear, estreou na CBS com Bertinelli como "Barbara Cooper", uma das duas filhas de uma mulher recém-divorciada. O show foi um sucesso de longa data e encerrou a produção em 1984, sem ser cancelado.
Bertinelli já atuou em três longas-metragens: C.H.O.M.P.S. (1979), Ordinary Heroes (1986) e Number One with a Bullet (1987). Ela também foi a protagonista da minissérie I'll Take Manhattan (1987), baseada em um romance de Judith Krantz. Ela apareceu em filmes feitos para a TV quase anualmente desde 1979. Ela também foi a estrela de duas outras comédias de situação, Sydney (1990) e Cafe Americain (1993), ambas canceladas após curtas temporadas. Em 1981, ela se casou com o guitarrista de rock Edward Van Halen. Eles tinham casas em Hollywood Hills e Malibu e têm um filho, Wolfgang Van Halen. Eles se separaram em 2001, quando Van Halen teve câncer de língua. Em 2005, Bertinelli pediu o divórcio por diferenças irreconciliáveis e, dois anos depois, foi finalizado. A Sra. Bertinelli ainda é lembrada principalmente por seus fãs de televisão por seu trabalho em One Day at a Time (1975).
Uma atriz adorada, a longa e célebre carreira de Bertinelli se expandiu para incluir personalidade de TV igualmente amada, porta-voz e autora de best-sellers. Ela estrela como "Melanie Moretti" na série vencedora do Emmy®, Hot in Cleveland (2010), que em 2011 foi indicada ao Screen Actors Guild Award® por Melhor Performance de Elenco em Série de Comédia. A comédia gira em torno de três mulheres fabulosas de Los Angeles de uma certa idade e melhores amigas (Bertinelli, Jane Leeves e Wendie Malick) cujas vidas mudam para sempre quando seu avião, com destino a Paris, aterrissa inesperadamente em Cleveland. Uma vez em segurança no solo, eles logo se redescobrem nesta nova "terra prometida" - conhecendo seu novo senhorio, interpretado por Betty White, ao longo do caminho.
