Валентина Петровна Дворянинова родилась 2 февраля 1928 года в Дятьково Брянской области.
Отец Пётр Павлович Дворянинов (1900-1995) с 16 лет был связан с армией, Участвовал в первой Мировой, Гражданской, Великой Отечественной войнах. После войны - офицер-пограничник. мать Агрепина Ивановна Дворянинова (Байкова) (1905-1969) - ведущая актриса в самодеятельных коллективах по месту службы мужа.
  В связи с назначением отца в Закавказский пограничный округ семья переехала в Баку, а затем в Тбилиси, где Валя обучалась в школе и занималась пением в детском ансамбле Тбилисского Дворца пионеров.
  Сразу после освобождения от фашистских оккупантов Одессы Пётр Павлович получил назначение в этот город, где Валентина поступила в музыкальное училище и успешно выступала в пограничном ансамбле.
  В 1947 году Дворянинова приехала в Москву и была принята в музыкальное училище при консерватории. Пела в коллективе МВД, где совершенствовала свой вокал у Елизаветы Пашкевич.  В 1953 году Дворянинова прошла отбор и начала свои выступления на сцене Большого театра в составе хора.
  С 1957 по 1963 гг. Валентина Дворянинова успешно выступала в качестве солистки оркестра под управлением Олега Лундстрема, а затем стала солисткой Москонцерта. Особенно плодотворным было её сотрудничество с композиторами А.Петровым, Я.Френкелем, В.Дмитриевым и А.Эшпаем, она первой исполняла их песни.
  В.Дворянинова была первой исполнительницей многих известных песен "Спят усталые игрушки", "Калина красная", "Линахамари" и др. Часто приходилось петь за кадром при озвучивании фильмов. Так, в фильме "Жажда" Валентина исполнила песню Эшпая "Два берега" и исполнила так, что песня стала очень популярной, а Майя Кристалинская надолго включила её в свой репертуар.
  В 60-х и 70-х годах певица пользовалась значительной популярностью в Союзе и во многих странах, где прошли её гастроли. Она - Лауреат Всесоюзного конкурса артистов эстрады (1962) и Фестиваля молодёжи и студентов в Гаване (1978).

  Запомнились выступления певицы на радиостанции "Юность", во многих выпусках популярной передачи "С добрым утром". Особенно хорошо знали Дворянинову в воинских частях, где она часто выступала, помня о своём детстве, неразрывно связанном с армейской средой.
  В 70-80-х годах Валентина Дворянинова по командировкам от Москонцерта много пела на судах "Леонид Собинов", "Грузия", "Иван Франко", "Колхида", находящихся в длительном плавании.
  С 90-х годов и по настоящее время Валентина Петровна - член Совета ветеранов Центрального ордена Дружбы народов Дома работников искусств. Продолжаются и концертные выступления, радующие постоянных и новых почитателей таланта певицы.
  В 2006 году фирма "Мелодия" выпустила персональный диск В.Дворяниновой "Насмотрись, зорька, в реченьку".
  В 2008 году Валентина Петровна награждена медалью "Талант и призвание" Всемирного благотворительного Альянса "Миротворец", медалями в честь Победы, грамотами многих ведомств, регионов, воинских частей и предприятий.