Родился 1 апреля 1928 года в Мещовске (ныне — Калужская область). Читать научился в четыре года.

В 1942 году, во время Великой Отечественной войны, семья Берестовых оказалась в эвакуации в Ташкенте. Там ему посчастливилось через Н. Я. Мандельштам познакомится с А. А. Ахматовой. Затем состоялась встреча с К. И. Чуковским, сыгравшим большую роль в судьбе Валентина Берестова.

В 1944 году Валентин Берестов с рекомендательными письмами от А. Ахматовой приехал в Москву, окончил десятилетку в Интернате для одарённых детей в Горках Ленинских (Московская область). Затем он окончил исторический факультет МГУ и аспирантуру Института этнографии. Член СП СССР.

Первые произведения опубликовал в журнале «Смена» в 1946 году. В 1947 году, ещё в студенческие годы, Берестов впервые поехал на археологические раскопки (Новгород, Хорезм). Первые его публикации взрослых стихов в журнале «Юность» и были посвящены этой профессии и стали излюбленной темой для пародистов.

Первый поэтический сборник «Отплытие» и первая детская книжка для дошкольников «Про машину» вышли в 1957 году.

Затем вышли сборники стихов и сказок:

«Весёлое лето»,

«Картинки в лужах»,

«Улыбка»

и другие.

Валентин Дмитриевич Берестов был членом Союза писателей СССР.