С ноября 1939г. курсант 2-го Ленинградского военного авиационно-технического училища.

Окончил училище в 1941г.

На фронте с первых дней войны.

Сержант Митрофанов служил в составе 53 дальнего бомбардировочного авиаполка.

Приказом от 31 декабря 1942г. был награжден медалью «За боевые заслуги».

Награжден медалями «За оборону Москвы», «За оборону Ленинграда».

С мая 1943г. в составе 455 авиаполка дальнего действия. На вооружении полк имел самолеты Ил-4.

В ноябре 1943г. младший техник по вооружению младший техник-лейтенант Митрофанов был представлен к ордену Красной Звезды. Приказом от 16 декабря 1943г. награжден медалью «За отвагу».

Награжден медалью «За оборону Советского Заполярья».

За годы войны Валентин Николаевич подготовил материальную часть вооружения самолетов к 1530 боевым вылетам.

В мае 1945г. полк был преобразован в 30 гвардейский бомбардировочный авиаполк.

Заместитель инженера эскадрильи по вооружению гвардии техник-лейтенант Митрофанов приказом от 13 июля 1945г. был награжден орденом Красной Звезды.

Награжден медалями «За взятие Кенигсберга», «За взятие Берлина», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

За долголетнюю и безупречную службу в 1950г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1954г.- орденом Красной Щвещды.

Инженер-подполковник Митрофанов вышел в отставку 18 января 1974г.

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны II степени.