Валентина родилась в 1924 году в Митешинском районе Горьковской области. Впоследствии вся семья переехала на Алтай в г. Барнаул.

Добровольно вступила в ряды РККА в качестве медсестры 24 февраля 1943 года в Барнаульском ГВК Алтайского края. Служила в 56-й гвардейской стрелковой дивизии. В 12 агуста 1943 года подорвалась на мине близ деревни Жданово Спас-Деменского районаСмоленской области.

Посмертно Валентина была награждена Орденом Красной Звезды. Похоронена в братской могиле на Гнездиловской( Комсомольской) высоте в Калужской области.

Из наградного листа:

Медсестра Мелентьева В.Н. под ожесточенными огнями самоотверженно оказывала помощь на поле боя; за указанное время (07 -12.08.1943) она оказала первую медицинскую помощь пятьдесят трем человекам и семнадцать из них лично вынесла с поля боя с их оружием. Тов. Мелентьева как истинная патриотка Родины вела себя в бою отважно и мужественно. В бою под деревней Жданово героически погибла смертью храбрых во славу нашей Родины. Вполне заслуживает посмертного награждения орденом «Красная звезда».

Имя Мелентьевой В.Н. увековечено и в месте захоронения и на мемориале Победы в городе Барнауле.