Начальник Геологоразведывательного управления и заместитель начальника Главного управления строительства на Дальнем Севере НКВД СССР (Дальстроя), генерал-майор инженерно-технической службы (1945), Герой Социалистического Труда (1944), Лауреат Сталинской премии (1946).
Родился в селе Никольском Мелекеского уезда Самарской губернии (ныне Безенчукский район Самарской области) в семье потомственных педагогов. Русский. Воспитывался у бабушки с дедушкой в Никольском, здесь окончил начальную земскую школу. С 1912 по 1919 годы получал среднее образование, обучаясь в бывшем реальном училище, а после 1917 года — единой трудовой школе второй ступени в городе Ставрополе (с 1964 года — Тольятти). В 1920 году окончили Самарский высший электротехнический строительный техникум.
В том же году, на отлично сдав экзамены, Цареградский поступил в Петроградский горный институт на геолого-разведочный факультет. После окончания института в 1928 году в степени горного инженера, принял участие в Первой геологоразведочной экспедиции на Колыму, организованной трестом «Союззолото» совместно с Академией наук СССР. Возглавлял экспедицию его однокашник — Юрий Александрович Билибин. В июле 1928 года экспедиция высадилась на мысу Нюкля недалеко от поселка Ола; в устье реки Магаданки геологи разбили базу. С этого времени жизнь Цареградского на многие годы была неразрывно связана с Колымским краем. В январе 1929 года экспедиция перебазировалась в долину Среднекана и обнаружила несколько золотых россыпей.
В 1930—1931 гг. — начальник Второй Колымской , а в 1933—1935 гг. — Третьей Колымской экспедиций. В 1936—1937 гг. — руководитель группы по обработке материалов, главный геолог Главного управления треста Дальстрой. В 1937—1938 гг. возглавлял Индигирскую экспедицию. Экспедиции под руководством Цареградского подтвердили возможность и необходимость промышленного освоения огромной территории. В это время здесь были открыты многие месторождения золота, олова, редких металлов.
В 1938 году В. А. Цареградский был назначен начальником отдела в геологоразведочном управлении, а с ноября 1940 года — начальником Геологоразведывательного управления Дальстроя. Руководил геологической службой более 15 лет. За этот период была сформирована большая разветвленная геологическая служба, ведущая сложные исследования в бассейнах Колымы, Яны, Индигирки, Лены, на территории Чукотки. Одновременно создавались специальные научно-исследовательские отделы и лаборатории, послужившие фундаментами будущих научно-исследовательских институтов.
В 1945 году коллективом геологов геологоразведочного управления «Дальстроя» под редакцией В. А. Цареградского были составлены первые обзорные геологические карты Северо-Востока. Они позволили целенаправленнее организовать геологопоисковые работы и в конечном итоге привели к открытию многих месторождений разнообразных полезных ископаемых Северо-Востока.
Организаторская работа не отдалила Цареградского от собственно геологической и научной деятельности. Совместно с академиком Смирновым он написал научный труд «Северо-восток Азии, его металлогения и оловоносность». Ему принадлежат и многие другие труды по вопросам геологии, палеонтологии, влияния космического пространства на геологию Земли.
С января 1948 года В. А. Цареградский — начальник Геологоразведочного управления и заместитель начальника Дальстроя МВД СССР по геологоразведке.
В 1953 году Дальстрой был передан из МВД СССР в Министерство металлургической промышленности СССР, и в 1954 году В. А. Цареградский уволен в запас.
В июне 1955 года Цареградский вышел на пенсию, переехал в Москву, где скончался в 1990 году.
В дни празднования 50-летия Первой колымской экспедиции в июле 1978 года Валентин Александрович Цареградский обратился к молодым северянам с такими словами:
Именем ученого назван ледник в Мамском районе Якутии и один из видов класса моллюсков. В честь 50-летия Первой колымской экспедиции на Ольском побережье на месте высадки ее участников установлена стела, на которой высечено и имя Валентина Александровича Цареградского.
Особое место среди работ В. А. Цареградского занимают его воспоминания о Первой и Второй Колымских экспедициях, их участниках, о своей работе в должности главного геолога Дальстроя: