Валерий Баринов родился в деревне Орловской области — Жилино 27 ноября 1945 года. Детство будущего актера в послевоенное время было тяжелым, семья жила бедно. Родители Валерия занимались сельским хозяйством.

В послевоенное время были популярны сельскохозяйственные выстаки, в ходе которых ребенок со сцены должен был обязательно читать стихотворение о мире. На эту роль однажды как-то в колхозе предложили шестилетнего Валеру, который удивил всех своим талантом. Именно после таких выступлений будущий актер театра и кино полюбил сцену.

В юные годы Валерий Баринов работал рабочим сцены в провинциальном орловском театре. В то время он уже точно знал, что хочет поступать в театральное училище.

В 1968 году Валерий окончил Высшее театральное училище имени М. С. Щепкина.

Сразу после окончания училища Валерий Баринов начал выступать в Ленинграде в театре им. А. С. Пушкина, в котором играл по 1974 год. Также в год окончания училища дебютировал в кино, снявшись в фильме «Шаги по земле».

Работая с режиссёром Горяевым, Валерий Баринов вместе с ним переехал в Москву, где с 1974 по 1988 год играл в возглавляемом Горяевым Центральном Театре Советской Армии. В 1988 году он перешёл в Театр им. Пушкина, на сцене которого выступал три года.

В 1992 году Валерий Баринов перешёл в труппу Малого театра и работал в нем на протяжении 14 лет, играя в таких постановках, как «Бешеные деньги», «Трудовой хлеб», «Коварство и любовь», «Корсиканка» и других. Известен сотрудничеством с МТЮЗом, в котором выступал в спектаклях «Скрипка Ротшильда» и «Черный монах».

Широкую известность актёру принесла роль Саввы Тимофеевича в картине Геннадия Байсака «Агапэ» (1996).

Валерий Баринов хорошо известен своими киноролями и участием в сериалах. В последних появляется достаточно часто, исполняя роли генералов и офицеров. На телевидении начал сниматься в середине девяностых годов, появившись в роли управляющего Шадурских в сериале «Петербургские тайны». Затем снимался в таких телевизионных новеллах, как «Мужская работа», «Каменская 2», «Баязет», «Девять неизвестных», «Кадетство» и многих других.

Из последних киноработ Валерия Баринова – сериалы «Облако над холмом», «Новости», «Фурцева» и фильмы «Мужская женская игра» и «Контригра».

С 2005 года Валерий Баринов является актером Московского ТЮЗа.

За год Валерий Баринов может успеть принять участие в съемках десятка фильмов. Он очень прогрессивный, любит эксперименты. Актер снялся в провокационном проекте Валерии Гай Германики «Школа». Помимо российских фильмов Валерий Баринов сыграл во французской картине «Концерт». Сейчас актер продолжает сниматься. Так же Валерий Баринов имеет опыт озвучивания. Его голос можно услышать в мультфильме «Незнайка на Луне 2».

Валерий Баринов является Народным артистом РФ, обладателем Ордена Почёта.