Родился 18 марта 1919 года в Тамбове в семье русского рабочего. После окончания школы и двух курсов железнодорожного техникума работал на вагоноремонтном заводе.
В 1940 году был призван в ряды Красной Армии, а в 1941 году закончил Егорьевскую военную авиационную школу лётчиков и в октябре 1942 года был направлен на фронт.
К июлю 1944 года на счету Валерия Сергеевича было 3 сбитых самолётов противника и 150 боевых вылетов, в ходе которых врагу были нанесены большие потери.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 2 августа 1944 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм гвардии старшему лейтенанту Рыжкову Валерию Сергеевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 4348).
После окончания войны Валерий Сергеевич закончил в 1947 году Высшие лётно-тактические курсы усовершенствования офицерского состава, затем в 1946 году получил высшее образование в Военно-воздушной академии, а в 1961 году уволился в запас в звании полковника.
Умер 25 марта 1991 года в Воронеже, похоронен на Коминтерновском кладбище.