Валентин Николаевич Даниленко родился в 1913 году в селе Ново-Михайловка Мелитопольского района Запорожской области.
В нескольких километрах от родного села Валентина Николаевича находится памятник Каменная могила, который стал для него делом жизни. В начале сельским краеведом, потом молодым сотрудником Мелитопольского краеведческого музея В. Н. Даниленко занимался исследованием памятника. В 1934 году его настойчивые обращения в Институт Археологии АН УССР способствовали включению Каменной могилы в план исследовательских работ института. Фактически молодой Даниленко открыл Каменную могилу для современной науки. С 1932 по 1935 год учился на историческом факультете Мелитопольского педагогического института. В 1936—1938 годах участвовал в первых исследовательских экспедициях Института археологии АН УССР на Каменную могилу, во время которых, главным образом, благодаря его помощи, исследователи открыли более 30 новых плит с петроглифами. С 1939 по 1940 году окончил аспирантуру Института истории материальной культуры (Ленинградское отделение АН СССР).
С началом Великой Отечественной войны в 1941 году ушёл на фронт народным ополченцем. Благодаря знанию нескольких языков и исследовательским навыкам стал разведчиком, войну закончил майором элитного разведывательного подразделения СМЕРШ, награжден боевыми орденами и медалями. В 1945 году вернулся к археологии.
С 1946 года работал под руководством известного украинского археолога П. П. Ефименко. В 1965 году В. Н. Даниленко закончил свою монографию «Космогония первобытного общества» и собирался защищать докторскую диссертацию, однако публикация этой работы была запрещена советской цензурой. Поэтому докторскую диссертацию Валентин Николаевич защитил только в 1969 году. Работа «Космогония первобытного общества» была опубликована только в 1997 году, через 15 лет после смерти учёного.
В советское время В. Н. Даниленко опубликовал несколько фундаментальных работ «Неолит Украины» (1969), «Энеолит Украины» (1974), а монография «Каменная могила» была также опубликована посмертно в 1986 году. Валентин Николаевич очень много своих исследований посвятил именно Каменной могиле, где в 1973 году он открыл еще два грота, которые содержали уникальные петроглифы. Однако точка зрения учёного о том, что петроглифы Каменной могилы возникли во времена палеолита, около 15 — 20 тыс. лет до н. э., широкой поддержки не получила. Большинство исследователей придерживается более поздней датировки памятника. Последней работой В. Н. Даниленко стала монография «Космогония первобытного общества», изданная посмертно в 1997 году.
Скончался В. Н. Даниленко скоропостижно, от инсульта в Киеве, в 1982 году. Останки были кремированы, а пепел захоронен в колумбарии Байкового кладбища Киева.
Одним из учеников В. Н. Даниленко является Ирина Федоровна Ковалева — украинский историк и археолог, основатель днепропетровской школы археологии, доктор исторических наук, заслуженный профессор ДНУ, постоянный член координационного совета института археологии НАН Украины, член Европейского Союза Археологов, кавалер Ордена Св. Княгини Ольги и ряда других наград.