Народилася 14 травня 1935 року. У 1958 році закінчила акторський факультет ВДІКу.
Дебютом Валентини Пугачової стала роль Зіни у фільмі Фелікса Миронера та Марлена Хуцієва «Весна на Зарічній вулиці» 1956 року. Розквіт творчої кар'єри актриси в кіно припав на кінець 1950-х — першу половину 1960-х років. Актриса також знялася в таких картинах, як «Висота», «Нічний гість», «Світло у вікні», «Довгий день», «Після весілля», «Мати й мачуха», «Снігуронька», «Ось моє село» та в багатьох інших. Також займалася дубляжем і озвученням.
Майже всі наступні ролі Валентини Пугачової були невеликими (за винятком Зотихи у фільмі «Строгови» 1976 року). Останньою роботою актриси стала епізодична роль в телесеріалі «Вулиці розбитих ліхтарів» (1998).
Валентина Пугачова померла 13 квітня 2008 року в квартирі своєї дочки в Санкт-Петербурзі після важкої хвороби у віці 72 років. Похована поряд із чоловіком на кладовищі в Репино[2].
