Валентина Артемьева родилась 8 декабря 1986 года в городе Новосибирск. До 11 лет Валентина занималась плаванием, затем перешла в плавание в ластах. Тренировалась под руководством А.М. Ильина. Впоследствии перешла к А.Б. Мартынову. Высшее образование получила в Сибирском государственном университете путей сообщения, по специальности юрист.
Свою спортивную карьеру Артемьева начинала в плавание с ластами, причем добилась там выдающихся результатов: многократный Чемпион и рекордсмен России; Чемпион и семикратный рекордсмен Европы; Чемпион и трехкратный рекордсмен Мира; Чемпион Всемирных Игр.
Поскольку плавание с ластами не является олимпийским видом спортом, спортсменка решила заняться чистым плаванием. Перейдя в классическое плавание в 2006 году Валентина очень бурно прогрессировала, буквально через год попав в сборную Россию, но ей чуть-чуть не хватило для попадания на олимпиаду в городе Пекин. Данная неудача не расстроила ее, а лишь добавила сил: уже скоро последовательно била рекорды России, Европы и Мира, по праву став одним из лидеров команды.
В 2008 и 2011 годах становилась победительницей этапов Кубка Мира. Двукратный Чемпион Европы 2008 года на короткой воде. Пятикратный рекордсмен Европы в плавании на короткой воде. Многократный Чемпион и рекордсмен России. В 2011 году пловчиха завоевала бронзу на Универсиаде.
Валентина Артемьева является Чемпионом Европы по плаванию брассом на дистанциях в 50 и 100 метров на короткой воде.