Олимпийский чемпион (1964), серебряный призёр Олимпийских игр (1960). Чемпион Европы (1962 г., 2,16 м). Чемпион СССР (1961—1963). Установил 6 рекордов мира (последний в 1963). Чаще Брумеля никто из мужчин не устанавливал мировых рекордов в прыжках в высоту.
В 1961-63 признан лучшим спортсменом мира. За спортивные успехи награждён орденом Трудового Красного Знамени (1964). В 1962 присуждены «приз Хелмса» и «Золотая каравелла Колумба».
3 октября 1965 года попал в автомобильную аварию и получил сложнейший перелом ноги. Перенёс 29 операций, затем снова начал тренироваться. В 1970 году прыгнул на 2,09 м.
14 мая 1942 года в селе Разведки, Амурская область, Тындинский район в семье начальника геологоразведывательной партии родился сын Валерий. 20 февраля 1944 в селе Толбузино появился на свет его брат Олег, а в 1952 брат Игорь (ныне ответственный редактор газеты «Российское возрождение»). В 1954 семья перебирается в Ворошиловград. Здесь Валерий начал всерьез заниматься спортом и в 1956 стал чемпионом города Ворошиловграда по прыжкам в высоту с результатом 160 см. В 1957 на Первенстве Украины среди школьников стал серебряным призёром с результатом 175 см.
1958 — Покорил высоту 200 см. Мастер спорта. В 1959 поступил в Институт физкультуры в Харькове, но вскоре ушел из-за отсутствия условий для тренировок. В 1959 перехал во Львов. Работал на жиркомбинате и тренировался под руководством Дмитрия Оббариуса. В 1960 году приглашен в Москву на зимнее первенство СССР. Главные соперники Игорь Кашкаров и Роберт Шавлакадзе.
В 1960 году Владимир Михайлович Дьячков — старший тренер сборной страны по прыжкам в высоту пригласил Брумеля в сборную команду СССР. В том же году на Олимпийских играх в Риме Брумель завоевал "серебро" с результатом 216 см и поступил в Московский институт физической культуры.
29 января 1961, Ленинград. Всесоюзные студенческие соревнования. Улучшил мировой рекорд Томаса для закрытых помещений сразу на на 5,5 сантиметра ? 225 см. Этот результат так же превышает на три сантиметра мировой рекорд для открытых стадионов 222 см. Получил звание Заслуженный мастер спорта
1961 — Февраль. США. Трижды встречается с Джоном Томасом и начисто переиграл его в трех поединках. Нью-Йорк. «Мэдисон Сквер-Гарден», показав 218,4 см, стал первым в истории легкоатлетом-иностранцем, завоевавшим титул чемпиона США
5 октября 1965 попал в автоаварию. В Больнице им. Склифосовского Иван Иванович Кучеренко собрал по кусочкам висевшую на одних сухожилиях раздробленную правую ступню Валерия. Целый год врачи боролись с угрозой ампутации ноги. За три года перенес 25 малых и 7 крупных операций, но оставался на костылях. Ушла жена Марина, оставив сына. Несмотря на болезнь в 1967 закончил Центральный институт физической культуры. В 1968 в Клинике Илизарова прошел реабилитацию и снова начал тренироваться. Через два месяца взял высоту 205 см. В 1969 порвал коленную связку на толчковой ноге и снова лечится у Илизарова, быстро восстанавливается. В 1970 году преодолел высоту 207 см… порвал ахилесово сухожилие… Стал инвалидом второй группы и литератором…