Родился Валериан Альбанов 26 мая 1882 года в городе Уфе. Его отец был врачом в пятом Оренбургском казачьем полку. Семья неоднократно переезжала из города в город и Альбанову приходилось очень часто менять гимназии. В 1900 году Альбанов поступил в начальный класс Санкт-Петербургского училища дальнего плавания. Рано потеряв отца, подрабатывал репетиторством и продажей моделей кораблей, которые собирал сам. Летом ходил на торговых судах матросом.
После окончания училища весной 1904 года, Альбанов стал штурманом второго разряда. До получения в 1908 году диплома штурмана дальнего плавания Альбанов прошёл военную службу на корабле Балтийского флота, два года служил помощником капитана в Северной морской экспедиции. На пароходе «Обь» Альбанов плавал по Енисею от Красноярска до Енисейского залива, руководил установкой вех по фарватеру, занимался лоцманской проводкой судов в Енисейском заливе. Затем год был штурманом на пароходах, совершавших рейсы из Баку в Астрахань и Красноводск.
Получив диплом, Альбанов в 1908 году служил старшим штурманом на паровой яхте, ходившей между Санкт-Петербургом и портами прибалтийских стран. В 1909 году он перешёл на суда, маршруты которых проходили по северным морям. Два года был штурманом на линии Архангельск — порты Англии, а потом почти год плавал старшим помощником из Архангельска к промысловым становищам Баренцева моря.
В 1912 году Альбанов познакомился с Г. Л. Брусиловым, который предложил ему должность штурмана на шхуне «Святая Анна». Целью экспедиции Брусилова было первое под российским флагом прохождение Северо-Восточным проходом и попутный зверопромысел. «Святая Анна» вышла из Санкт-Петербурга в августе 1912 года.
3 сентября 1912 года «Святая Анна» прошла в Карское море и 27 сентября, в 8 милях от берега полуострова Ямал, попала в ледовый плен. Начался ледовый дрейф судна. Альбанов подробно рассказал в своём дневнике о событиях двухлетнего дрейфа, за время которого шхуну вынесло севернее архипелага Земля Франца-Иосифа.
Под угрозой надвигающегося голода 10 апреля 1914 года Альбанов покинул зажатое льдами судно в точке с координатами 82.925, 60.75 и во главе группы из 11 человек начал свой переход по дрейфующим льдам к Земле Франца — Иосифа. Во время перехода двое участников (предположительно, матросы Конрад и Шпаковский — Альбанов не назвал явно их имён) оставили более слабых участников и ушли вперёд налегке, но на Земле Франца-Иосифа группа снова воссоединилась.
Во время перехода погибло 9 человек. Двоим оставшимся в живых, Альбанову и матросу Конраду удалось 25 июня 1914 года дойти до острова Нортбрук. Через несколько дней там их случайно обнаружила и спасла шхуна «Святой мученик Фока» экспедиции Г. Я. Седова. Вскоре они уже были в посёлке Рында Кольского полуострова. Так завершился дрейф для двух выживших участников экспедиции.
Доставленные Альбановым материалы экспедиции Брусилова позволили систематизировать сведения о течениях, определить границы материковой отмели, выявить подводный жёлоб Святой Анны на границе между Карским и Баренцевым морями, предсказать открытие острова Визе.
На основании наблюдений Альбанова во время пешего перехода выявлена закономерность дрейфа льдов в юго-западном направлении и открыто Восточно-Шпицбергенское течение.
Группа Альбанова независимо от Умберто Каньи обнаружила мифичность Земли Петермана и Земли Оскара. Для навигации Альбанов располагал только устаревшей картой Юлиуса Пайера 1874 года, приведённой в книге Нансена, где эти острова ещё были обозначены.
Альбанов с ноября 1914 года работал в должности второго помощника на ледорезе «Канада», а с середины 1916 года — капитаном портового ледокола в Архангельске.
Отсутствие вестей о «Святой Анне» в сентябре 1917 года привели Альбанова к нервному срыву, он был направлен в госпиталь и затем уволен с военной службы.
Работал на портовых судах в Ревеле. В 1918 году с матерью и сёстрами уехал в Красноярск и поступил на должность гидрографа Енисейской партии Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана.
В 1919 году Альбанов обратился к «Верховному правителю России» А. В. Колчаку с просьбой об организации новой экспедиции для поиска «Святой Анны», но это обращение не имело последствий.
В 1919 году Альбанов, видимо возвращаясь от Колчака, погиб в районе станции Ачинск. По одной версии его не стало в результате взрыва стоявшего на соседнем пути поезда со снарядами, по другой — он умер на станции «Ачинск-1» в тифозном бараке.
В честь Валериана Альбанова названы: