Родился 21 ноября 1922 года в с. Лебедянка ныне Анжеро-Судженского городского округа Кемеровской области в крестьянской семье. Русский. Окончил 6 классов. Трудился горнорабочим на шахте «Судженская» Анжеро-Судженска. В Красной Армии с октября 1941 года. В действующей армии с июля 1942 года. Воевал на Сталинградском, Юго-Западном (с 20 октября 1944 года – 3-й Украинский) и 1-м Белорусском фронтах. Командир отделения телеграфно-кабельной роты 91-го отд. полка связи (8-я гв. армия, 3-й Укр. фронт), рядовой. Принимал участие в Сталинградской битве, Изюм-Барвенковской и Донбасской наступательных операциях, битве за Днепр, Березнеговато-Снигиревской, Одесской, Люблин-Брестской, Варшавско-Познанской и Берлинской наступательных операциях. В боях дважды был ранен. В ходе Донбасской наступательной операции линейный надсмотрщик красноармеец В.И. Зайцев обслуживал телефонную линию между наблюдательными пунктами командующего 8-й гвардейской армией и командира 29-го гвардейского стрелкового корпуса. В районе города Барвенково Харьковской области (Украина) 12 сентября 1943 года он под огнем противника 21 раз устранял повреждения линии связи, обеспечив постоянное управление корпусом и передачу необходимых данных командующему армией. Приказом командира полка награжден медалью «За отвагу». 19 декабря 1943 года в районе села Новониколаевка Софиевского района Днепропетровской области (Украина) командир отделения В.И. Зайцев вместе со вторым телефонистом при устранении повреждений линии связи столкнулся с группой пехоты противника. Быстро изготовившись к стрельбе, он открыл огонь по немцам. В результате 2 немецких солдата были убиты, 1 ранен. Остальные немцы вынуждены были отойти. Продолжая восстановление линии, устранил в этот день 20 повреждений, обеспечив надежную связь между двумя опорными пунктами на переднем крае обороны. Командиром полка представлен к награждению орденом Красной Звезды. Приказом командующего 8-й гвардейской армией от 11 февраля 1944 года красноармеец Зайцев Валентин Иванович награжден орденом Славы 3-й степени. В ходе Одесской наступательной операции в апреле 1944 года в районе города Новая Одесса Николаевской области (Украина) отделение В.И. Зайцева обслуживало линии связи между наблюдательным пунктом командующего армией и вспомогательным пунктом управления штаба армии. Под артиллерийским обстрелом противника В.И. Зайцев более 20 раз восстанавливал поврежденные линии, поддерживая возможность управления штабом. Приказом командующего армией награжден орденом Отечественной войны 2-й степени. В июне 1944 года 8-я гвардейская армия была передислоцирована в полосу 1-го Белорусского фронта. Штабом армии был сформирован разведывательный отряд, в который был временно откомандирован В.И. Зайцев. В ходе Люблин-Брестской наступательной операции в конце июля 1944 года передовые части армии вышли к реке Висла. В ночь на 1 августа 1944 года В.И. Зайцев во главе разведывательной группы из 3 человек на плоту переправился через реку. Группа выявила расположение оборонительных позиций и огневых средств противника в районе села Хынув (10 км юж. г. Варка, ныне Груецкий повят Мазовецкого воеводства, Польша) и своевременно доставила необходимые разведывательные сведения в штаб армии. Начальником разведывательного отдела штаба армии В.И. Зайцев был представлен к награждению орденом Красного Знамени. Приказом командующего 8-й гвардейской армией от 10 сентября 1944 года гвардии младший сержант Зайцев Валентин Иванович награжден орденом Славы 2-й степени. 27 августа 1944 года, действуя в качестве радиста разведывательной группы в тылу врага, В.И. Зайцев при столкновении с группой пехоты противника действовал смело и решительно, огнем из личного оружия уничтожил несколько немецких солдат. Будучи раненым, продолжал вести бой. С началом Варшавско-Познанской наступательной операции 14 января 1945 года он в составе разведывательной группы проник в тыл противника с задачей захвата и удержания важной позиции на подступах к городу Радом (ныне Мазовецкое воеводство, Польша). В бою был ранен в обе ноги, но продолжал вести огонь до подхода наших передовых подразделений. Позже был эвакуирован в госпиталь. Еще до начала Берлинской наступательной операции В.И. Зайцев вернулся в свой полк и приступил к выполнению очередных боевых заданий. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 31 мая 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками и проявленные при этом доблесть и мужество младший сержант Зайцев Валентин Иванович награжден орденом Славы 1-ой степени. В марте 1946 года демобилизован. Жил и работал в городе Анжеро-Судженск Кемеровской области. Умер 5 ноября 1988 года. Похоронен на кладбище села Лебедянка Анжеро-Судженского городского округа. Награды: ордена Отечественной войны 1-й (11.03.1985) и 2-й (28.04.1944) степеней, Славы 1-й (31.05.1945 Орден № 3120), 2-й (10.09.1944 Орден № 4180) и 3-й (11.02.1944 Орден № 5332) степеней, медали, в том числе «За отвагу» (26.09.1943).