瓦列里·比科夫斯基于1934年8月2日出生于俄罗斯的帕夫洛夫斯基·波萨德。14岁时，比科夫斯基就想进入海军学校就读；然而，他的父亲并不赞同这个想法，并鼓励他留在原学校继续学习。 几天后，比科夫斯基参加了一场关于苏联空军俱乐部的讲座，这激发了他追求成为飞行员的梦想。16岁时，他在莫斯科市航空俱乐部开始了飞行理论课程的学习。
比科夫斯基18岁从航空学校毕业，随后进入卡钦斯克军事航空学院就读。他21岁从该学院毕业，被授予少尉军衔。 25岁时，他成为一名喷气式战斗机飞行员，随后担任飞行员兼跳伞教官，在开始宇航员训练时，他的跳伞次数已超过72次。26岁时，他在茹科夫斯基军事工程学院开始了宇航员训练。他的首个任务是担任“东方3号”任务的备用飞行员。 1963年6月14日，比科夫斯基搭乘“东方5号”飞船升空。在飞行期间，他进行了多项实验，例如拍摄地球地平线并记录豌豆的生长过程。飞行两天后，瓦伦蒂娜·捷列什科娃驾驶的“东方6号”飞船曾与他的飞船相距不到5公里。
1963年，他搭乘“东方5号”飞船在轨道上停留了五天，创下了太空耐力纪录，当时他的呼号是“鹰”。尽管此后多人乘组已打破了这一飞行时长纪录，但这仍保持着单人太空飞行耐力纪录。 他与弗拉基米尔·阿克肖诺夫共同执行了“联盟22号”任务。该任务于1976年9月15日发射升空。该飞船最初是“阿波罗-联盟测试计划”（ASTP）的备用飞船。该任务的主要目的是研究和演练地球观测技术。 瓦列里·比科夫斯基与东德宇航员西格蒙德·耶恩在“联盟31号”任务结束后合影。
他与东德宇航员西格蒙德·耶恩共同执行了“联盟31号”任务，前往“礼炮6号”空间站。该任务于1978年8月26日发射升空。他们与此前搭乘“联盟29号”抵达空间站的另外两名宇航员会合。四人逗留期间，对自己进行了生物实验。 9月3日，比科夫斯基和耶恩乘坐“联盟29号”飞船与空间站脱离，并于当天晚些时候返回地球。
由于年龄原因，他于1988年从现役转入预备役。在“联盟31号”任务结束后，他出任东柏林苏联科学与文化中心主任。
