Валентина Талызина родилась 22 января 1935 года в Омске. Отец — Илларион Григорьевич Талызин, из обрусевших татар. Мать — Анастасия Трифоновна Талызина. По собственному признанию, «Мои дедушка и бабушка с Полтавщины, из деревни Бугаевка. Они уехали в Сибирь».
С детства Валентина Талызина увлекалась историей. После окончания школы она твёрдо намеревалась поступить на исторический факультет Омского пединститута. Но осуществить свою мечту ей так и не удалось, и тогда Валентина пошла учиться на экономиста в Омский сельхозинститут. Там она проучилась с 1952 по 1954 год, и этого времени ей хватило, чтобы понять, что экономика — это не её стезя.
Будучи студенткой сельхозинститута, Валентина Талызина начала заниматься в драматической студии. Сцена так увлекла её, что в 1954 году она бросила институт и поступила в ГИТИС.
