Валерий Яковлевич Леонтьев родился 19 марта 1949 года в деревне Усть-Уса Республики Коми. В 1973 году окончил музыкальную школу по классу фортепиано.
Учился в Воркутинском горном институте, затем – на режиссерском отделении Ленинградского института культуры. Окончил Всероссийскую творческую мастерскую эстрадного искусства по классу вокала, его преподавателем был певец Г.П. Виноградов.
На эстраде Валерий Леонтьев впервые выступил в 1971 году с песней «Карнавал» – он принял участие в региональном конкурсе «Песня-71». В концерте он дебютировал в 1972 году. Начиная с 1973 года Валерий работал солистом последовательно в нескольких филармониях: Сыктывкарской, Горьковской, Ворошиловградской, а также был участником ансамбля «Эхо» и других коллективов.
Репертуар Валерия Леонтьева составляют песни Раймонда Паулса, Александры Пахмутовой, Давида Тухманова, Владимира Шаинского и других композиторов. Ряд песен он написал сам. В 1990-х годах певец работал с балетом Аллы Духовой «Тодес», а с 1998 года он работает со своим балетом «Опасные связи».
Кроме эстрады, Валерий Леонтьев играл в рок-опере «Джордано» (Лоры Квинт и Владимира Кострова), снялся в нескольких кинофильмах: «Дочь полковника», «Экстрасенс», «Заходи – полюблю», «Как стать звездой», а также в ряде музыкальных фильмов и мюзиклах.
Валерия Леонтьева отличает своеобразная манера исполнения и пластичность. Он является неоднократным победителем конкурса «Золотой граммофон», лауреатом премий «Овация», «Стопудовый хит» и других.
В 1996 году Валерию Леонтьеву присвоено звание Народного артиста России, он кавалер орденов «За заслуги перед Отечеством» IV и III степеней, Дружбы и Почёта, обладатель многих музыкальных премий и других наград.
На протяжении своей многолетней карьеры музыкант записал более 30 альбомов, объездил с гастролями многие страны мира, участвовал в различных концертах и телепроектах. В 2024-м году, в свой 75-летний юбилей, Валерий Леонтьев объявил о своём уходе с музыкальной сцены.