В. М. Готлобер родился в известной еврейской семье. Дед В. М. Готлобера — поэт, писатель и просветитель XIX века. Отец Михаил Абрамович Готлобер был профессиональным революционером, занимал ответственный пост в Наркомате юстиции, с 1924 занимался научно-педагогической деятельностью: был доцентом и профессором Политической академии, профессором политэкономии и деканом экономического факультета Северо-Кавказского университета (до смерти в 1930 г.).
В. М. Готлобер закончил семилетнюю школу, Северо-Кавказский электромонтажный техникум (1929—1931). В 1936 г. окончил с отличием Московский институт народного хозяйства им. Г.В. Плеханова. Научно-педагогическую деятельность начал в Ростовском государственном университете в 1938 г. В сентябре 1941 г. защитил кандидатскую диссертацию, а в октябре был призван в Красную армию и назначен комиссаром батальона 84-й отдельной стрелковой бригады. Во время войны участвовал в обороне Москвы, в боях под Старой Руссой, Орджоникидзе, Краснодаром, на Таманском полуострове.
В. М. Готлобер демобилизовался в звании полковника в апреле 1946 г. и возглавил кафедру политической экономии Уральского университета. При его активном участии с 1948 г. в Уральском университете открывается аспирантура по экономическим специальностям, а в 1960 г. организуется экономический факультет. Активно способствуя начавшейся реформе А.Н.Косыгина, В. М. Готлобер выступил с предложением о создании на Урале нового экономического вуза. 26 марта 1966 г. было принято постановление Совета Министров СССР об организации Свердловского института народного хозяйства (СИНХ) Министерства высшего и среднего специального образования СССР, который начал свою деятельность 10 октября 1967 г. Первым ректором СИНХа приказом Министра высшего и среднего специального образования РСФСР от 3 июля 1967 г.был назначен В.М.Готлобер, проделавший огромную организационную работу по созданию нового вуза, определению его структуры и направления деятельности. В 1968 г. он оставил эту должность и переехал на Кубань.
Под руководством В.М.Готлобера, одной из первых в стране кафедра политической экономии УрГУ стала выполнять хоздоговорные работы по заказам промышленных предприятий. Характерной чертой научной работы преподавателей и аспирантов кафедры стала коллективная разработка актуальных проблем теории и практики развития народного хозяйства, вопросов совершенствования хозяйственного расчета, управления производством, стимулирования труда, развития аграрных отношений, научной организации труда и роста его производительности и т.д. На основе результатов проведенных бюджетных и хоздоговорных исследований было защищено 5 докторских и 110 кандидатских диссертаций, в том числе написанных под непосредственным руководством В.М.Готлобера — 70 диссертаций. Многие из его учеников в дальнейшем стали видными учеными, заведующими кафедрами, общественно-политическими деятелями. Среди них академик ВАСХНИЛ В.А.Тихонов, доктора экономических наук, профессора В.Д.Патрушев, А.В.Моисеев, В.И.Олигин-Нестеров, А.П.Кудряшов, В.Ф.Башмачников и др.
Известный уральский философ М.Н.Руткевич вспоминал позже, что после XXI съезда КПСС было принято решение о введении дополнительного предмета марксистского толка — теорию научного коммунизма. В специально созванном по этому поводу Всесоюзном совещании руководителей кафедр общественных наук в старом Кремлевском дворце ярче всех выступил В. М. Готлобер, который «на пальцах» доказал ненужность введения этого предмета, повторяющего куски из политэкономии социализма, истории партии и исторического материализма. Ему дружно похлопали в зале, но новый курс все равно ввели.
В.М. Готлобер отличался пытливым и острым умом, энциклопедическим знанием экономической теории, чутьем и исключительной интуицией в решении насущных научных проблем, неиссякаемой кипучей энергией, педагогическим и лекторским мастерством, покорявшим любую аудиторию. Ему были присущи такие человеческие качества, как личное обаяние, внимательность, доступность, простота и подлинный демократизм в общении с людьми, умение сплотить их, остроумие и юмор. Он пользовался безграничным уважением и любовью тех, кто близко знал его.
После его отъезда на Кубань осталось огромное количество легенд о его деятельности в Свердловске, а его остроты цитировались очень долгое время.
21 апреля 2008 г. вновь открытой аудитории 232 на Экономическом факультете Уральского университета было присовено имя Валентина Михайловича Готлобера.
За участие в Великой Отечественной войне награждён орденами и медалями.