Hija de un italiano y una griega, Valeria Golino pasó su infancia en un hotel napolitano propiedad del abuelo donde la familia tenía fijada su residencia. A raíz del divorcio de sus padres su tiempo se dividía forzosamente entre Nápoles y Atenas. Es en Grecia donde a partir de los 16 años empieza a trabajar como modelo, pero será la casualidad la que cambie su vida. Una noche en una fiesta Valeria conoce a la directora Lina Wertmüller, que decide darle una oportunidad en su siguiente película, Scherzo del destino in agguato dietro l´angolo come un brigante di strada. No desaprovecha Valeria la ocasión y en 1985 logra su primer papel protagonista en el filme Piccoli fuochi, justo un año antes de ganar la Copa Volpi en Venecia por Storia d´amore.

El premio lanza definitivamente su carrera a nivel internacional. Instalada en Los Angeles, empieza a trabajar con regularidad en Hollywood. Será su papel en Rain Man en 1988 el antes y el después. Valeria se convierte gracias al éxito del filme en una de las actrices más populares de Europa. A caballo entre Italia y Hollywood, filma en los años sucesivos cintas del calibre de Hot Shots, La puta del rey, Amor inmortal, Leaving Las Vegas o 2013: rescate en Los Angeles. Su carrera pierde gas desde finales de la década, pero sigue en el candelero gracias a Frida, Cosas que diría con solo mirarla, las italianas Caos calmo, L´uomo nero, El capital humano, El nombre del bambino o Acuarela y las francesas La casa de verano, Retrato de una mujer en llamas y Adults in the Room (Comportarse como adultos). En 2010 decide ampliar horizontes dirigiendo su primer corto, y en 2013 debuta en el largo con Miel, Premio del Jurado Ecuménico en Cannes y nominada a siete David di Donatello.