Валерий Гаркалинов родился в Москве 11 апреля 1954 года. После окончания средней школы, Валерий работал слесарем на заводе. Пройдя службу в армии, поступил на факультет кукольного искусства в Гнесинское училище, которое окончил в 1978 году.

По окончании учебы Валерий Гаркалинов совместно с другими выпускниками курса выступили создателями театра на колесах под названием «Люди и куклы», который объездил всю страну, став необычайно популярным. Спустя шесть лет он служил в Центральном театре кукол у С. В. Образцова.

В конце 80-х годов Гаркалинов окончил обучение в ГИТИСе, которое проходил на факультете эстрады и массовых представлений. С успехом играл на сцене в различных жанрах, особо отличился игрой Петруччо в комедии «Укрощение строптивой» Вильяма Шекспира. Тогда же играл в театре-студии «Человек».

В кино Валерий Гаркалинов дебютировал в 1989 году в фильме «Катала», заработав в последующем репутацию актера характерных комедийных ролей. В кинематографе звёздным часом Гаркалина стала комедия 1995 года «Ширли-мырли», в которой он исполнил роли трёх братьев-близнецов с фамилиями Шниперсонов-Кроликовых-Алмазовых.

До 2001 года Валерий Гаркалинов был актером Театра сатиры, затем он выступал в таких антрепризных постановках, как «Трактирщица» в Независимом театральном проекте, «Стриптиз» — в Театре-студии «Человек», «Чонкин» и «Бумеранг» в продюсерской компании Анатолия Воропаева.

C 2002 года Валерий Гаркалинов является в РАТИ руководителем мастерской Факультета эстрады. В Московском Театре им. А. С. Пушкина начинает играть с 2007 года. Также является профессором ГИТИСа.

В 2000 году Валерию Гаркалинову было присвоено звание Заслуженного артиста РФ, а в 2008- ом — Народного артиста РФ. Является лауреатом Премии «Киношок».