Валерия Алексеевна Дементьева родилась 7 июня 1907 года в Астрахани. Училась в
ГИТИСе
, но не окончив, ушла из него в 1926 году.
В 1923—1933 годах играла в
Театре имени МГСПС
(с 1929 года — Театр имени МОСПС), в 1933 году перешла в
МХАТ 2-й
, где успела сыграть главную женскую роль в «Часовщике и курице». После ликвидации МХАТ 2-го с 16 марта 1936 года играла в
МХАТе имени Горького
. В 1987 году после раздела — актриса
МХАТ имени А. П. Чехова
.
Работала на радио, участвовала в радиопостановках: «Осенняя скука» Н. А. Некрасова (роль Татьяны, скотницы; запись 1953 г.), «Будка №17», «Милиционер Иван Лапшин" по мотивам романа Ю. Германа "Один год" (роль Патрикеевны; запись 1979 г.), "Рядом с Байкануром" А.Галиева и Л. Толстого (роль бабы Манефы; запись 1982 г.) и другие.
Снималась в кино. Наиболее известная её роль — вздорная и крикливая тёща Себейкина в фильме
Олега Ефремова
и
Наума Ардашникова
«
Старый Новый год
» (1980). Эту же роль она играла во МХАТе, в одноимённом спектакле Ефремова.
Умерла 20 октября 1990 года в Москве. Прах захоронен в родственной могиле на
Ваганьковском кладбище
.