Né dans le village Kotioukovo, dans l'oblast de Moscou, Valentin Muratov grandit à Moscou. Son père disparait sur le front de la Seconde Guerre mondiale. Pendant les années de guerre, Valentin travaille à l'usine de production de munition GSKB-7 de Moscou. En 1945, à la fin de la guerre, il retourne à l'école, où il commence à pratiquer la gymnastique. En 1947, il participe à son premier championnat de l'URSS. En 1948, il devient champion de l'URSS du premier rang, la catégorie au-dessous du maître des sports, le titre qui lui sera conféré l'année suivante (1949). En 1950, il devient champion aux anneaux au championnat de l'URSS en gymnastique artistique. En 1952, il remporte sa première médaille d'or olympique à Helsinki.
Il met fin à sa carrière sportive en 1959, après une blessure, et devient entraineur, d'abord dans l'équipe de Moscou, puis, dans l'équipe nationale (1960-1968). Il a notamment travaillé avec Larissa Latynina, Lyudmila Turishcheva, Olga Korbut et Boris Shakhlin.
Valentin Muratov meurt le 6 octobre 2006, à l'âge de 78 ans. Il est enterré à Moscou au cimetière Mitinsky, à côté de sa femme, décédée quelques jours plus tôt[1],[2].