Valeriy Borchin se révèle sur la scène internationale en remportant, à l'âge de vingt ans, la médaille d'argent du 20 kilomètres marche des Championnats d'Europe d'athlétisme 2006 de Göteborg, terminant à près d'une minute de l'Espagnol Francisco Javier Fernández. Cette même année, il décroche son premier titre national dur 20 km marche, bien qu'il ait fait précédemment l'objet d'un an de suspension (du au ) pour dopage. Il ne termine pas les 20 km des Championnats du monde à Osaka en 2007 peu après avoir remporté la médaille d'or espoirs à Debrecen.
En 2008, le Russe termine deuxième de la Coupe du monde de marche de Tcheboksary, battu une nouvelle fois par Francisco Javier Fernández. Sélectionné dans l'équipe de Russie pour participer aux Jeux olympiques d'été de Pékin, Valeriy Borchin remporte la course des 20 km dans le temps de 1 h 19 min 01 s, devançant notamment le triple champion du monde équatorien Jefferson Pérez de quatorze secondes.
En début de saison 2009, Bortchine améliore son record personnel du 20 km en signant, à Adler, le temps d' 1 heure 17 minutes et 38 secondes. Le , il remporte la médaille d'or du 20 km des Championnats du monde de Berlin en 1 h 18 min 41, devançant le Chinois Wang Hao et le Mexicain Eder Sánchez[1].
Lors des Mondiaux de Daegu, il conserve son titre avec un temps de 1 h 19 min 56, en dominant son compatriote Vladimir Kanaykin, 2e (1 h 20 min 27) et le Colombien Luis López, 3e (1 h 20 min 38)[2].
Le , sa fédération annonce qu'il est suspendu pour dopage, pour anomalies dans son passeport biologique, pour une période de huit ans à compter du [4]. Ses deux titres de champion du monde acquis en 2009 et 2011 sont retirés.
