Родился в крестьянской семье в селе Чапли Екатеринославской губернии. Отец — Пётр Подмогильний из села Писаревка Павлоградского уезда служил конторщиком. Мать — малограмотная крестьянка. Родители мечтали дать детям образование и наняли учителя французского языка для старшей дочки. Это была первая встреча Подмогильного с иностранным языком.
Вначале Валерьян посещал церковноприходскую школу. В 1910 поступил в 1-е Екатеринославское реальное училище, где основное внимание уделялось точным наукам: в советские времена корпус ДГУ (Днепропетровский государственный университет), в настоящее время — корпус ДНУ (Днепропетровский национальный университет — по адресу проспект К. Маркса, 36). Одновременно Валерьян овладевал русским, немецким и французским и завершил учёбу с отличными оценками. Когда в Екатеринославе открылся университет, он стал студентом математического факультета, но гражданская война, голод и материальные невзгоды вынудили Подмогильного оставить учёбу.
1919—1920 — работал в отделе народного образования в должности секретаря отдела художественной пропаганды. Преподавал математику в школе им. Ивана Франко (располагалась в здании нынешнего музея «Литературное Приднепровье»), учительствовал в Павлограде, где в те времена жили его родители. В этих же годах были изданы девять его рассказов: «Старець», «Важке питання» («Сложный вопрос»), «Ваня», «Гайдамака», «Добрий бог», «На селі», «На іменинах», «Дід Яким».
Подмогильным переведены с французского на украинский произведения Вольтера, Бальзака, Дидро, Мопассана.
К лучшим интеллектуальным достижениям писателя относятся романы «Місто» («Город», 1928), «Невеличка драма» («Небольшая драма», 1930). После обретения Украиной независимости, роман «Город» был включен в школьную программу по украинской литературе. Русский перевод романа вышел в Москве в 1930 году.
Последнее произведение «Повість без назви» («Повесть без названия», 1934) не доведена автором до конца и осталась без названия (рукопись хранилась в спецархиве под запретом около пятидесяти лет).
Подмогильный в своем творчестве раньше французских экзистенциалистов почувствовал абсурд существования человека, беззащитного перед силой правительственной власти. Валерьян Подмогильный в 1923 году состоял в литературном объединении Апсис.
В 20-30 гг. принадлежал к литературному объединению «Мастерская революционного слова», из-за чего подвергся преследованию со стороны советской власти. Писатель был приговорен к смертной казни. Приговор приведен в исполнение на Соловках.