Легендарна льотчиця з дитинства мріяла про рекорди. І хоча багато хто вважав, що її доля була вирішена, адже з двох років Валентина піднімалася у небо разом з батьком - авиаконструктором Степаном Гризодубовым, – у дівчинки було дві пристрасті: техніка та музика. Перемогло небо. Колеги-авіатори називали її «льотчицею номер один» і «жінкою відчайдушної хоробрості».
Валентина Гризодубова народилася 27 квітня 1909 року в родині авіаконструктора і винахідника Степана Васильовича Гризодубова і швачки-модистки Надії Андріївни Комаренко. У дівчинки був цікавий і непростий родовід. У дочці Гризодубов бачив наступницю з перших років її життя.
У 14 років Валентина вже керувала планером. Паралельно - закінчила музичне училище і вступила до консерваторії по класу фортепіано, а одночасно - до Харківського технологічного інституту. І хоча серед захоплень Гризодубової завжди залишалися музика і бокс, свій вибір вона зробила ще в юності - в 1928 році Валентина була зарахована в перший набір Харківського центрального аероклубу і освоїла програму за три місяці. Гризодубова була дуже освічена, начитана, володіла німецькою і французькою мовами.
Після закінчення аероклубу Гризодубова кинула інститут і поступила до першої Тульської льотно-спортивної школи ОСАВІАХІМу, а в 1929 році - в школу льотчиків-інструкторів в Пензі, яку закінчила в тому ж році. У 19 років Валентина Гризодубова стала льотчиком-інструктором Тульського аероклубу «Добролет», потім - інструктором льотної школи близько підмосковного селища Тушино. Вона не тільки вела теоретичну підготовку курсантів, а й демонструвала льотну майстерність і сміливість на практичних заняттях. Щоб особистим прикладом привчити вихованців не боятися висоти, говорили, що вона під час польоту вилазила на крило літака і балансувала там, тримаючись за елементи конструкції. Льотні групи інструктора Гризодубової мали кращі показники. Їй вдалося виховати 86 висококваліфікованих льотчиків.
У 1934-1935 роках Гризодубова була льотчиком агітаційної ескадрильї імені Максима Горького, що базується на Центральному аеродромі в Москві. Їй потрібно було стати «експонатом виставки досягнень соціалізму», що звертають на себе загальну увагу. Гризодубовій довірили літак під назвою «Орденоносна працівниця», який був побудований на кошти, зібрані читачками журналу «Робітниця». Валентина залишалася жіночною, - якщо вона вилітала на «Працівниці», борта якої були пофарбовані в блакитний колір, одягала блакитний комбінезон, а якщо на білому спортивному літаку - білий, «щоб не порушувати гармонії». На цій роботі дівчина побувала в найвіддаленіших куточках країни: Памір, Кабардино-Балкарія, Ферганська долина, степи Киргизії. Вона вмовляла молодь йти в авіацію, катала на літаку ударників і комсомольців, збирала кошти на будівництво нових літаків. Але їй це швидко набридло.
Пізніше Валентина Степанівна говорила в своїх інтерв'ю: «Правильно кажуть: хвороба небом невиліковна. Але я, чесно кажучи, готувала себе до рекордів. У них тоді бачився мені сенс життя. Як це в пісні співається: «Ми хочемо всім рекордам наші дзвінкі дати імена». Вона хотіла працювати на межі можливостей - і техніки, і своїх власних.
У жовтні 1937 року на літаках УТ-1, УТ-2 і АІР-12 вона встановила п'ять жіночих світових рекордів зі швидкісті, висоти і дальності польоту. За видатні досягнення в галузі авіації Гризодубова отримала орден Червоної Зірки.
У вересні 1938 року в якості командира екіпажу на літаку «Батьківщина» (АНТ-37) зробила безпосадочний переліт з Москви на Далекий Схід, встановивши міжнародний жіночий рекорд дальності польоту (за 26 годин 29 хвилин покрито відстань в 6450 км). За переліт харків'янка Гризодубова першою з радянських жінок отримала звання Героя Радянського Союзу.
Цікавий факт - літак рекордсменок з настанням морозів поставили на лижі і вивезли з тайги до місця ремонту. Влітку 1939 року за управлінням льотчика Віктора Соколова, чоловіка Гризодубової, «Батьківщину» повернули до Москви.
Наприкінці 1939 року Гризодубова була призначена на посаду начальника Управління міжнародних повітряних ліній і зайнялася організацією пасажирських і транспортних перевезень за кордон.
У 1942 - 1943 р.р. 32-річна полковник Гризодубова командувала 101-м авіаполком Червоної армії, який займався, серед іншого, забезпеченням партизанських загонів в глибокому тилу противника і вивезенням поранених. Виконала 204 бойових вильоти, в тому числі - 132 нічних, на бомбардування ворожих об'єктів, для доставки боєприпасів і військових вантажів на передову і для підтримки зв'язку з партизанськими загонами. За її безпосередньої участі з небезпечної зони було евакуйовано понад 4000 дітей. Чоловіки слухалися її беззаперечно і називали «матінкою». Однак, на службі їй було непросто. Вона писала з фронту чоловікові, льотчику Віктору Соколову, про своє начальство: «Якби вони могли, то з'їли б мене живцем! Якщо «баба» взялася не за свою справу, як вони вважають, якщо вона має здоровий глузд, бачить всі неподобства і прямо говорить про це, - то у відповідь вживаються всі заходи, щоб вона сама відмовилася від служби».
Про особисте життя Валентини Гризодубової відомо небагато. Льотчиця користувалася увагою чоловіків, але до кінця життя любила свого чоловіка - Віктора Соколова. Соколов був спортсменом і теж льотчиком. Під час війни командував авіаполком. У пари народився син Валера, але він прожив всього 50 років і помер від хвороби. З чоловіком Валентина розлучилася ще під час війни - через докори свекрухи Віктор Соколов зібрав речі і пішов. Надія Комаренко вважала, що Віктор не вартий її дочки.
Після війни Валентина Гризодубова довгий час займалася науковою і дослідницькою роботою в сфері авіатехніки, за що була в 1986 році удостоєна і вищого цивільного звання Героя Соціалістичної праці, а у вільний час займалася музикою. Любила грати Бетховена, Шуберта, Рахманінова. Була начальником льотно-випробувального центру, заступником начальника московського НДІ приладобудування з льотної частини, була депутатом Верховної Ради СРСР 1 скликання, використовуючи свою популярність і знайомства у вищих колах, неодноразово клопотала на захист людей, які постраждали від репресій.
Вона обожнювала галасливі компанії, мала багато знайомих, але друзів у неї не було. Вона не раз говорила: "У мене немає подруг". Навіть поступово втрачаючи зір, Гризодубова приголомшливо водила машину. А керувала робочими процесами телефоном. Померла знаменита льотчиця Валентина Степанівна Гризодубова від виразки шлунку 28 квітня 1993 в місті Москва.
У Харкові в квартирі Гризодубових на початку 70-х років був відкритий музей історії авіації. У 1986 році будинок оголосили історичною пам'яткою, в 1992-му квартира перетворилася на аерокосмічний музей, і, нарешті, в 1999 році міська влада дала добро на створення меморіального музею-квартири сім'ї Гризодубових. У 2004 році перед Палацом культури Харківського електромеханічного заводу був встановлений пам'ятний камінь на честь Валентини Гризодубової, проте пам'ятник так і не був зведений. В 1996 році ім'ям видатної льотчиці був названий Харківський аероклуб. На стіні будинку на Московському проспекту, 28 був створений мурал «Гордість Харкова - Валентина Гризодубова».