Валентина Лукащук родилась 12 марта 1988 года в городе Москва. Начальное образование получила в гимназии №4 города Пушкино, продолжила же обучение в московской школе № 647.

По ее собственному признанию, она «была творческим человеком» и постоянно участвовала в художественной самодеятельности. В 2005 году, получив аттестат, поступила во ВГИК, который окончила в 2009 году.

Еще будучи студенткой, Валентина Лукащук дебютировала в кино, исполнив эпизодическую роль в фильме «Все умрут, а я останусь», премьера которого состоялась в 2008 году на Каннском кинофестивале.

В 2009 году Валентина исполнила главную роль в короткометражной драме «Айлавью». Известность актрисе принесла роль девятиклассницы Ани Носовой в телесериале «Школа», премьера которого состоялась на «Первом канале».

В 2010 году поступила на режиссерский факультет Высших курсов сценаристов и режиссеров, который окончила в 2013 году.

В феврале 2012 года на канале СТС стартовал сериал «Детка», где актриса сыграла сложного подростка Юлю: девочка вынуждена проживать со своим папой, экс-звездой рок-олимпа, в исполнении Сергея Шнурова.

В 2012 году 11 марта на «Первом канале» состоялась премьера восьмисерийного фильма «Личные обстоятельства», в котором Валентина сыграла роль стервозной девушки Ирины Сундуковой, дочери олигарха, которого играет Владимир Меньшов.