Родилась в г. Рыбинске. Валентина Соболева в 1925 году окончила Ленинградский институт сценических искусств.
Начала свою творческую карьеру в молодежной труппе Ленинградского Красного театра. Работала в 1-й художественной студии (1925-29), Ленинградском Большом драматическом театре им. Горького (в 1929-35 и в 1951—1956 годах), Центральном театре Красной Армии (в 1935-37 годах). В Саратовском государственном драматическом театре им. К. Маркса работала с 1937 г. по 1951 г. и с 1956 г. по 1961 г.
Создала ряд сценических образов, отличающихся своей эмоциональностью, душевной теплотой и богатством внутреннего содержания. Соболева играла главным образом драматические роли. Её сценические героини отличаются благородством чувств, изяществом, эмоциональной силой. С началом 1950-х годов перешла на характерные роли, в которых проявилась склонность актрисы к острой сценической форме.