Родилась Валентина Ивановна Сафронова в 1918 году. Версии о месте её рождения разнятся: село Бакшеево, деревня Тешеничи Брянского района, город Брянск. Валентина училась в средней школе № 15 г. Брянска. Девочка росла трудолюбивой и жизнерадостной, хорошо пела, а ещё увлекалась спортом, особенно стрельбой и лыжами. После окончания школы Валентина работала пионервожатой в школе № 29 поселка Белые Берега, а затем старшим контролером Брянской городской сберегательной кассы № 18.
В августе 1941 года Валентина Сафронова добровольно вступила в ряды Брянского городского партизанского отряда под командованием Д.Е. Кравцова, где взяла на себя опасную и трудную роль разведчицы. С риском для жизни по заданиям командования отряда и 4-го отдела УНКВД Орловской области она собирала нужные сведения, активно участвовала в работе Брянского подполья.
В марте 1942 года, при переходе через линию фронта с важным поручением, Валентина Ивановна Сафронова была ранена в голову, в результате чего потеряла слух, долго лечилась в госпитале. Находясь на излечении она писала письма своей подруге В.В. Гудковой, в которых сетовала на то, что пока она находится в тылу, в безопасности, её друзья и товарищи не щадя себя сражаются с врагом. Девушка мечтала и рвалась быстрей вернуться в отряд. И она вернулась.
Несмотря на контузию и беспокоящие её старые раны, партизанка, подпольщица и разведчица Валентина Сафронова совершила ещё немало славных дел и боевых заданий. 17 декабря 1942 года, пробираясь из партизанского аэродрома Смелиж в расположение своего отряда в деревне Ворки Навлинского района, она вместе со своими боевыми товарищами попала в венгерскую засаду. Валентина Ивановна вынесла все пытки и издевательства своих мучителей. Точная дата, причина гибели и место захоронения Валентины Сафроновой не установлены.
Указом Президиума Верховного Совета СССР 8 мая 1965 года В.И. Сафронова удостоена звания Героя Советского Союза (посмертно).
Имя Валентины Ивановны Сафроновой не забыто благодарной Брянщиной. В конце 1950-х годов Вячеслав Ляшенко написал поэму «Валя» о подвиге В.И. Сафроновой. В городе Брянске в Советском районе в честь знаменитой разведчицы-партизанки названа одна из центральных улиц, в Фокинском районе 17 сентября 1970 года установлен памятник «Трем героям»: Валентине Сафроновой, Владимиру Рябку и Игорю Кустову. На фасаде здания городского лицея № 27 установлена мемориальная доска в память о В.И. Сафроновой. В 2014 году на Аллее Героев Мемориального комплекса «Партизанская поляна» открылся бюст отважной разведчицы и партизанки Брянского городского партизанского отряда.