Родился в Москве в еврейской семье, приехавшей из Прилук (Черниговская область). Его отец — Иосиф Рувимович Гафт (1906—1969), уроженец Семёновки (Полтавской губернии), военюрист 3-го ранга (капитан юстиции), участник Великой Отечественной войны (с 1941 года по март 1944 года воевал на Западном фронте, награждён медалью «За боевые заслуги»), после войны работал адвокатом в юридической консультации на . Мать, Гита Давыдовна Гафт (1908—1993), была домохозяйкой.

В школе Валентин участвовал в самодеятельности, играл в школьных спектаклях. Поступать в театральное училище решил тайком и подал документы сразу в Щукинское училище и в Школу-студию МХАТ. Случайно, за два дня до экзаменов, встретил на улице актёра Сергея Столярова и попросил «прослушать» его. Столяров удивился, но не отказал и даже помог советами. В Щукинском училище прошёл первый тур, но не прошёл второй. Однако в школу-студию МХАТ он поступил с первой попытки, сдав экзамен на «отлично». В 1957 году окончил Школу-студию МХАТ (мастерская В. О. Топоркова).

В 1957 году дебютировал на сцене Театра имени Моссовета (с рекомендациями от Д. Н. Журавлёва). Через некоторое время перешёл в Московский драматический театр (ныне Театр на Малой Бронной). Работал также у А. В. Эфроса в Театре имени Ленинского комсомола.

С 1969 года — актёр театра «Современник».

Дебютировал в кино в 1956 году в фильме «Убийство на улице Данте» (в роли одного из эпизодических персонажей — убийцы). Обладая ярко выраженной отрицательной харизмой, пользовался популярностью в ролях «кинозлодеев». Запомнился ролями в остросоциальных кинокартинах Эльдара Рязанова «Гараж», «О бедном гусаре замолвите слово», «Небеса обетованные».

В 2001 году на сцене «Современника» состоялся режиссёрский дебют Гафта: вместе с И. Квашой и А. Назаровым он возобновил спектакль «Балалайкин и Ко», по роману М. Салтыкова-Щедрина «Современная идиллия», где вновь, как и четверть века назад, выступил в роли Глумова. В 2017 году там же Валентин Гафт поставил пьесу Тани Котляревска «Кто такая Эзра Паунд?».

Стал голосом Далай-ламы в вышедшей в 2015 году аудио-версии его автобиографического произведения «Свобода в изгнании».

14 декабря 2017 года был госпитализирован после неудачного падения, в связи с чем театр «Современник» перенёс заявленный на 15 декабря 2017 года спектакль «Пока существует пространство» на 5 февраля 2018 года[8].
Скончался 12 декабря 2020 года от последствий годом ранее перенесённого инсульта, в своём загородном подмосковном доме в посёлке Жаворонки. Церемония прощания прошла 15 декабря 2020 года в «Современнике». Похоронен на Троекуровском кладбище на Аллее актёров (участок № 21). В июле 2022 года на могиле установлен памятник