Валентин Зубков родился 12 мая 1923 в селе Песчаном Рязанской губернии. Учился в Армавирской военной авиационной школе (1941—1943). Был лётчиком на фронтах Великой Отечественной войны. После войны работал в организации «Спецконтрольпроект».
В кино пришёл из художественной самодеятельности, не имея никакого специального образования. Первые кинороли были эпизодическими (Близнецы (1945) и Русский вопрос (1947)). Однако, спустя время, прекрасная фактура Зубкова — доброе и открытое лицо, ладная фигура — привлекла внимание кинематографистов.
В конце сороковых годов Зубков занимался в самодеятельной театральной студии при МГУ, которой руководил Константин Воинов. У Воинова Зубков впоследствии сыграл главные роли в фильмах «Трое вышли из леса» (1958), «Солнце светит всем» (1959) и эпизодическую роль в картине «Дядюшкин сон» (1966).
Свою первую главную роль он исполнил в 1955-м году, снявшись в фильме «Это начиналось так…». С 1960 — актёр Театра-студии киноактёра.
В 1957-м Валентин Зубков играет второстепенные, но запоминающиеся роли двух Степанов: солдата-фронтовика в «Летят журавли» и отрицательного персонажа в фильме «Коммунист». На несколько лет Зубков становится более востребованным актёром, но у него начинаются проблемы с алкоголем. Справившись с болезнью, актёр так и не смог восстановить былую форму, оставшись на второстепенных и эпизодических ролях.
Среди самых известных работ актёра — роли в фильмах: «Отчий дом» (1959), «Леон Гаррос ищет друга» (1960), «Северная повесть» (1960), «Иваново детство» (1962), «День счастья» (1963).
В фильме «Поезд милосердия» (1964) Зубков снялся со своим сыном Сергеем.
Летом 1977 года погиб единственный сын актёра, 23-летний Сергей Зубков. Вернувшись из армии, он поехал отдыхать в деревню к тётке под Угличем и при невыясненных обстоятельствах утонул в реке.
После смерти сына актёр серьёзно заболел: врачи обнаружили у него глубокий склероз. Зубков практически ничего не помнил, не мог назвать по имени свою жену Нину, с которой прожил тридцать лет (они поженились в 1947). В последующее время болезнь прогрессировала: когда Зубков выходил погулять, супруга клала ему в карман записку с домашним адресом, чтобы он мог вернуться назад. Сразу после Нового года актёр в очередной раз попал в больницу, где скончался 18 января 1979. Похоронен на Черкизовском (Северном) кладбище.