Окончил отделение политологии философского факультета МГУ (1996) и аспирантуру при нём (1998) по специальности «история и теория политической науки».
С 2009 года – кандидат политических наук.
В 1991–1993 годах работал в Институте массовых политических движений Российско-американского университета.
В 1993–2003 годах – в Центре политической конъюнктуры России (научный сотрудник в 1993–1995 годах, в 1995–1997 годах – руководитель информационно-аналитического управления, в 1997–2000 годах – заместитель директора, в 2000–2003 годах – заместитель генерального директора).
Одновременно являлся научным сотрудником Института социально-политических исследований Российской академии наук (ИСПИ РАН) 1997–2003, руководителем Центра социальной информации ИСПИ РАН в 2003–2006 годах.
С сентября 2003 года Валерий Фёдоров – генеральный директор Всероссийского центра изучения общественного мнения (ВЦИОМ). После прихода нового руководителя во ВЦИОМе остались все основные исследовательские программы, включая всероссийский омнибус, база данных всероссийских опросов с 1991 года, журнал «Мониторинг общественного мнения» и т. п., а также был проведен ряд крупных преобразований, в результате которых компания буквально за несколько лет превратилась в центральную социологическую службу федеральных властей. Однако кроме органов власти ВЦИОМ стал проводить исследования и по заказам крупнейших российских и зарубежных коммерческих компаний и НПО.
Одновременно Валерий Фёдоров является руководителем научного совета ВЦИОМ, членом совета директоров ВЦИОМ (с 2006 года), а также главным редактором журнала «Мониторинг. Социальные и экономические перемены» (с 2003 года).
С 2009 года – профессор Высшей школы экономики.