У Валентино Росси было множество прозвищ за его гоночную карьеру. Его первым заметным прозвищем было «Россифуми», которое являлось данью уважения другому мотогонщику — Норифуми Абе. Следующее прозвище возникло во время его гонок в классе 250cc. «Валентиник» было отсылкой к итальянскому супергерою комиксов по имени Папериник (англ. Paperinik). В классах 500cc и MotoGP за Валентино закрепилось прозвище «Доктор», которое приписывалось ему за самообладание и хладнокровный стиль вождения в гонках, так разительно отличавшийся от той опасной и непредсказуемой манеры езды, которая была ему присуща в младших классах. Существует 2 версии, почему Росси был назван «Доктором». Первая говорит, что Валентино начал использовать это прозвище после получения степени, которая дает право на приставку «доктор». Вторую озвучил отец Валентино — Грациано Росси: «Доктор — потому что… я не думаю, что была какая-то точная причина.. но это красиво и это важно — Доктор. В Италии когда вы обращаетесь к кому-то „доктор“, то вы выказываете ему уважение… Это очень важно, да, „Доктор“ — это важно…». А сам Валентино обычно шутит, что фамилия «Росси» очень часто встречается среди врачей в Италии. Сейчас Росси редко попадает в аварии и ему принадлежит рекорд по количеству непрерывных подиумов. Начиная с 8 сентября, 2002 года по 18 апреля, 2004 года он оказывался на подиуме 23 гонки подряд, включая сезон 2003 года полностью.

Валентино Росси всю свою карьеру мотогонщика выступал под номером 46. Он объясняет свой выбор тем, что этот же номер был у японского гонщика Норифуме Абе, выступающего по wildcart, которого Валентино увидел по телевизору во время мокрой гонки, когда Абе обогнал многих постоянных гонщиков других команд. Позднее Росси выяснил, что тот же самый номер был у его отца, когда тот одержал свою первую из трех побед в гонках чемпионата. Обычно победитель чемпионата (а также гонщики занявшие второе и третье места) награждается номером 1 (соответственно 2 и 3) на следующий сезон. Однако Росси не расставался со своим незнаменитым 46-м номером на протяжении всей карьеры. Текст на его шлеме соответствует названию группы его друзей: «The Tribe of the Chihuahua». Также в дизайне его гоночного костюма традиционно присутствует его любимый цвет (ярко-жёлтый), а до сезона 2007 года Росси на плече своего комбинезона носил зарезервированный для чемпиона номер 1. Бывший напарник Росси Колин Эдвардс обращался к нему «GOAT» («Greatest Of All Time») — «лучший на все времена», что в прямом переводе с английского однако означает «козел».