Валентиниан был единственным сыном Валента и его жены, Альбии Домники и родился, очевидно, в Галатии — отсюда и его прозвище «Галат». Его воспитателем был известный оратор того времени Фемистий. Отец назначил Валентиниана консулом на 369 год, хотя тому было всего три года. Примерно в это же время Валентиниан сильно заболел. Христианские историки сообщают, что случилось это якобы из-за того, что Валент придерживался арианства и преследовал православных — в частности, Василия Кесарийского. Сократ Схоластик так описывал эти события: