Валентина Панина родилась 6 октября в Омске. В 1968 году она завершила обучение в Московском театральном училище имени М.С. Щепкина, где её педагогом был В.И. Коршунов. С 1968 по 1984 год Панина работала в Ленинградском государственном театре драмы имени А.С. Пушкина, который в настоящее время известен как Александринский театр. В 1980 году ей было присвоено звание заслуженной артистки РСФСР. Затем, с 1984 по 1988 год, она продолжила свою карьеру в Ленинградском театре имени Ленинского Комсомола, ныне известном как театр-фестиваль «Балтийский Дом». С 1988 года Валентина Панина является актрисой Академического драматического театра имени В.Ф. Комиссаржевской, где продолжает свою творческую деятельность.