Герой Советского Союза, летчик-истребитель. Совершил около 400 боевых вылетов. Лично сбил 13 самолетов противника, один из них тараном. В ноябре 1942 г. он был награжден орденом Красного Знамени, в апреле 1943 г. орденом Отечественной Войны II степени, а 12 сентября 1943 г. лучший командир-лётчик дивизии лейтенант Полуновский был награждён орденом Александра Невского и поощрён ценным подарком. 

В октябре 1943 года на истребителе Як-1 у озера Ильмень Валерий Фёдорович тараном уничтожил вражеский самолёт Ме-110. Был представлен к званию Героя Советского Союза, но 27 марта 1944 года при выполнении задания  Полуновский в воздушном бою сбил два самолета противника и был сбит сам над территорией, занятой врагами. Раненый попал в  плен, два раза он пытался бежать, но безрезультатно. Освобожден 9 мая 1945 г.

Работал лётчиком-инструктором в пермский аэроклуб ДОСААФ. Звание Героя Советского Союза было присвоено 11 декабря 1990 года, через 45 лет после войны. Этого добились его однополчане, которые случайно, на одной из встреч ветеранов, узнали, что лётчик-герой живет в Перми. До этого они считали его погибшим в 1943. Пермский авиаспортклуб РОСТО с 1999 года носит его имя.