Учился в Рижской школе № 50. Окончил Рижский медицинский институт (1979). В 1990—1991 годах прошёл шестимесячную стажировку в Йельском университете и университете Сиракьюс (США).
В 1979—1985 годах — врач-травматолог-ортопед второй рижской больницы, в 1985—1994 годах был заведующим отделением травматологии, а с 1994 года — председателем правления больницы травматологии и ортопедии.
Одновременно в 2005 году преподавал в университете имени Паула Страдиня. Основатель и президент Латвийской ассоциации артроскопии, вице-президент Латвийской ассоциации ортопедов. Участник деятельности Фонда развития ортопедии и травматологии. Награжден орденом Трёх звёзд (2007).
В 1986 году среди других военных медиков принимал участие в работах по ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС.
В 1988—1989 годах был членом думы Народного фронта Латвии, затем от политической деятельности отошёл. В 1998 году подписал манифест Народной партии. В конце 1980-х годов — один из инициаторов создания Латвийского общества врачей (латыш. Latvijas ?rstu biedr?ba).
Супруга (второй брак) — Лилита Затлере — его ровесница. В семье трое детей.
В феврале 2003 года по заявлению тогдашнего министра здравоохранения Ариса Аудерса (?ris Auders) было возбуждено уголовное дело в связи с якобы имевшими место злоупотреблениями при закупках в больнице, руководимой Затлерсом, который был отстранён от должности на время расследования. По мнению латвийской прессы, отстранение Затлерса было связано с его конфликтом с Аудерсом, который, будучи директором Центра хирургии позвоночника при Больнице травматологии и ортопедии, занимался частной практикой и требовал деньги с пациентов за те операции, которые оплачивало государство. Уже в марте 2003 года Затлерс был восстановлен в должности; в результате расследования обвинения не подтвердились. Зато бывший министр Аудерс в 2006 году был осуждён за мошенничество в крупных размерах к денежному штрафу в размере 150 минимальных зарплат и конфискации имущества.
Перед выборами обвинялся российскими СМИ как в нетерпимости к русскому языку, так и в коммунистическом прошлом.
22 мая 2007 года правительственная коалиция (Народная партия, Латвийская первая партия, Союз зелёных и крестьян и объединение ТБ/ДННЛ) приняла решение выдвинуть кандидатуру Валдиса Затлерса на пост президента Латвии на выборах 31 мая 2007 года — по латвийской Конституции президент избирается депутатами парламента. При этом учитывался его высокий профессиональный и общественный авторитет, а также непринадлежность ни к одной политической партии (ранее различные партии, входящие в коалицию, предлагали своих кандидатов на пост президента, но ни один из них не стал консенсусным). За Затлерса проголосовали 58 депутатов из 100. Поэтому бывший врач стал президентом без проведения второго тура выборов. Но борьба за пост президента Латвии в парламенте всё-таки была. За кандидата от оппозиции юриста Айвара Эндзиньша проголосовали 39 депутатов сейма.
Во время предвыборной борьбы предметом обсуждения в обществе стало признание Затлерса в получении подарков от пациентов, которых, по его заявлению, он не требовал. Такая практика типична для врачей Латвии и не является уголовно наказуемой. По мнению бывшего премьер-министра Андриса Шкеле,
.
В 2009 году Затлерс призвал Сейм принять поправки к Конституции о возможности роспуска Сейма народом, что и было сделано, и о праве президента распускать Сейм без референдума, что сделано не было. В 2011 году он предложил Сейму внести поправки в Конституцию, увеличивающие полномочия президента, и поправки в закон о гражданстве, расширяющие возможность двойного гражданства и упрощающие получение гражданства детьми неграждан и апатридов.
В 2009 году президент успешно оспорил в Конституционном суде ряд положений закона о публичных закупках, после того, как Сейм преодолел его вето, наложенное на соответствующие поправки.
В марте 2011 года Валдис Затлерс объявил о своем намерении баллотироваться на второй срок.
В мае 2011 года Затлерс инициировал референдум о роспуске избранного в октябре 2010 года Сейма, ссылаясь на его «неуважение к суду» (отказ одобрить обыск у одного из депутатов) и торговлю должностями.
2 июня 2011 года Сейм путём голосования выбрал на новый президентский срок другого кандидата — Андриса Берзиньша.
9 июня 2011 года, на следующий день после вступления в должность нового президента, Затлерс созвал пресс-конференцию, где сообщил о создании новой политической партии — Партии реформ Затлерса. 23 июля, в день референдума о роспуске Десятого Сейма, состоялся учредительный съезд партии.