Валерій Тодоровський народився 1962 року в Одесі в сім'ї кінорежисера Петра Тодоровського. Закінчив сценарний факультет Всесоюзного державного інституту кінематографії.
2005 року разом із Леонідом Лебедєвим і Вадимом Горяїновим заснував кінокомпанію "Красная стрела".
Серед найвідоміших режисерських робіт Тодоровського – "Катафалк", "Любов", "Країна глухих" і "Стиляги". Він був співпродюсером культового російського телесеріалу "Бригада".
2008 року Тодоровського зареєстрували як довірену особу кандидата у президенти РФ Михайла Прохорова.
Одружений з актрисою Євгенією Брік. Від двох шлюбів у Тодоровського троє дітей.