Валентина Степановна Гризодубова родилась в Харькове (18) 31 января 1910 года (по другим данным — 10 мая 1909 года). Ее отец был известным авиаконструктором и изобретателем, и Валентина с детства росла в атмосфере, способствующей увлечению авиацией. Вполне естественным стало для нее поступление в аэроклуб и занятие планерным спортом.
Пензенский аэроклуб она окончила в 1929 году, а затем была принята летчиком-инструктором в Тульскую авиационную школу. Была участником агит-эскадрильи им. М.Горького в 1934-1935 годах, а с 1936 года стала военным летчиком Советской Армии.
В 1937 году установила пять мировых авиационных рекордов высоты, скорости и дальности полета на самолетах УТ-1, УТ-2 и АИР-12, а в 1938 году совершила беспосадочный перелет из Москвы на Дальний Восток, установив мировой женский рекорд дальности полета.
2 ноября 1938 года ей было присвоено звание Героя Советского Союза – первой среди женщин.
С 1939 года Валентина Степановна назначена начальником Управления международных воздушных линий СССР.
Гризодубова прошла всю Великую Отечественную войну, совершила более 200 боевых вылетов. С марта 1942 года она командовала 101-м авиационным полком дальнего действия (позже 31-м гвардейским бомбардировочным авиационным полком), оказывавшим помощь партизанским отрядам.
Находясь с 1946 года в запасе, она продолжала активную деятельность – участвовала в исследовательской работе, была начальником летно-испытательного центра, заместителем начальника московского НИИ приборостроения по летной части, была депутатом Верховного Совета СССР 1-го созыва.
Полковник, Герой Советского Союза и Герой Социалистического Труда Гризодубова была награждена орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды и медалями.
Скончалась Валентина Степановна Гризодубова 28 апреля 1993 года в Москве, похоронена на Новодевичьем кладбище.
