Родился Валентин в семье учителя в Одессе. В семье Катаевых в детях воспитывали интерес и любовь к музыке, театру, литературе. В 12 лет первое стихотворение Валентина Катаева «Осень» было напечатано в «Одесском вестнике». С тех пор В. П. Катаев постоянно печатался в газетах и журналах. Писателем стал и его брат, впоследствии известный как Евгений Петров.

  В 1910 году опубликованы первые стихи, в 1912 году – первые рассказы В. Катаева. Вместе с Юрием Олешей и Эдуардом Багрицким Катаев входил в кружок одесских поэтов «Зелёная лампа».

  В 1915 году, не окончив гимназии, В. П. Катаев записался добровольцем в артиллерию. Был ранен, награждён Георгиевским крестом и офицерской шашкой «За храбрость». Во время Гражданской войны командовал красной батареей, участвовал в боях против белогвардейских войск Деникина. В. П. Катаев работал в ЮгРОСТА (Российское телеграфное агентство). Писал рассказы, в которых отчётливо определились два главных направления его творчества – героическая патетика и сатира («В осаждённом городе», «Записки о Гражданской войне»).

  С 1922 года В. П. Катаев живёт в Москве. Через год после переезда в Москву появился его первый сборник рассказов – «Сэр Генри и чёрт». С 1923 года сотрудничал в газете «Гудок», журнале «Крокодил» и других изданиях.

  В. П. Катаев публиковал сатирические рассказы, фельетоны. Фельетоны В. П. Катаева в газете «Гудок» появлялись за подписью «Старик Саббакин». Друзья так и звали его в шутку. Кстати, идею «Двенадцати стульев» Ильфу и Петрову – «другу и брату» – подарил В. П. Катаев.

  Основная тема сатирических произведений В. П. Катаева 1920-х годов – борьба с мещанством: повесть «Растратчики» (1926), комедия «Квадратура круга» (1928). Начиная с 1930-х годов, в творчестве Катаева с особой силой зазвучала героико-революционная и патриотическая тема: роман «Время, вперед!» (1932), созданный после поездки на строительство Магнитогорского металлургического комбината, повесть «Я сын трудового народа» (1937).

   В 1936 году В. П. Катаев опубликовал произведение, принесшее ему мировую известность – повесть «Белеет парус одинокий». Это первая книга тетралогии «Волны Чёрного моря», в которую вошли также повесть «Хуторок в степи», (1956), романы «Зимний ветер» (1960–1961) и «Катакомбы» (1961).

  В 1955–1961 годах В. П. Катаев – главный редактор журнала «Юность».

В последнее двадцатилетие жизни В. П. Катаев писал лирико-философские, мемуарные книги, вызывавшие громкие споры критиков и громадный интерес читателей: «Святой колодец», «Трава забвенья», «Алмазный мой венец», «Разбитая жизнь, или Волшебный рог Оберона».

В. П. Катаев – Герой Социалистического труда, был награждён орденами.

  Лучшие произведения писателя, в том числе «Белеет парус одинокий», «Сын полка» (Государственная премия, 1946), сказки «Цветик-семицветик», «Дудочка и кувшинчик» и другие, прочно вошли в золотой фонд детской литературы. Для младших читателей В. П. Катаев написал также повесть «Приключения паровоза», сказку в стихах «Война спичек».

  Самые знаменитые сказки В. П. Катаева «Дудочка и кувшинчик» и «Цветик-семицветик», изданные в 1941 году, до сих пор любимы читателями и зрителями: обе сказки положены в основу популярных мультфильмов.

  Произведения Катаева неоднократно переводились на иностранные языки, их романтика увлекала не одно поколение читателей.