Valérie Donzelli fait tout d’abord des études d'architecture avant de se tourner vers le cinéma. Sa première expérience cinématographique remonte à Martha... Martha de Sandrine Veysset, film dans lequel elle tenait le rôle principal, et pour lequel on lui a décerné le Prix Michel Simon. Elle a aussi reçu des prix d’interprétations pour 7 ans de Jean Pascal Hattu à Florence et Turin.
Elle a tourné dans de nombreux longs métrages, dont : Le lion volatil d’Agnès Varda, Qui a tué Bambi ? de Gilles Marchand, Le plus beau jour de ma vie de Julie Lipinski, Entre ses mains d’Anne Fontaine, L'intouchable de Benoît Jacquot et 7 ans de Jean-Pascal Hattu.... Suite...