Отец, Александр Дмитриевич Осеев работал инспектором на элеваторе, а мать — Ариадна Леонидовна — корректором в газете. Родители принимали активное участие в революционной деятельности и из-за преследования полицией вынуждены были часто переезжать с тремя дочерьми с места на место. Валентина Александровна Осеева начала учиться в гимназии в Киеве, а закончила учебу в Житомире. По окончанию гимназии она поступила на драматический факультет института имени Лысенко. Но закончить его не удалось, так как в 1923 году семья Осеевых переехала в Москву и Валентина Александровна Осеева пошла работать в Трудовой комитет для безнадзорных ребят. С тех пор шестнадцать лет она безотрывно работала с «трудными» детьми в колониях, детдомах, приемниках, Валентина Осеева в своих произведениях часто писала о детях с непростой судьбой.
Для своих воспитанников В. А. Осеева часто сочиняла рассказы, пьесы, притчи. В 1937 году в газете «За коммунистическое просвещение» был напечатан ее первый рассказ «Гришка». И с 1940 года она стала профессиональные литератором. Она работала в разных жанрах: повести, сказки и стихи, детские рассказы Осеевой были очень популярны у публики.
Книги Осеевой любят и современные читатели, сейчас самое известное произведение Осеевой — повесть в трех частях «Динка». Эта книга была последней в жизни автора. А старшее поколение зачитывалось книгой «Васек Трубачев и его товарищи». Эта трилогия была популярна в 60−80 годы. Валентине Александровне со всей страны шли письма с просьбой рассказать о дальнейшей судьбе Васьки, очень близкой послевоенному поколению детей.