Лидия Валентин родилась 10 февраля 1985 года в городе Понферрада. Начала заниматься тяжёлой атлетикой в возрасте 11 лет под руководством Исаака Альвареса. Первым значимым успехом в её спортивной карьере стала бронзовая медаль чемпионата Европы в Страсбурге (2007). В 2008 году на Олимпийских играх в Пекине заняла пятое место, что было на тот момент лучшим результатом испанских тяжелоатлетов на Олимпиадах. В течение следующего олимпийского цикла она ещё трижды становилась призёром чемпионатов Европы, а на Олимпийских играх в Лондоне была близка к завоеванию медали, но осталась четвёртой. Тем не менее, после лишения медалей за употребление допинга всех трёх призёров, Лидия Валентин переместилась на первую строчку[2] и стала олимпийской чемпионкой. Примечательно, что бронзовая медаль в этой дисциплине отошла к спортсменке из группы B.
В начале ноября 2018 года на чемпионате мира в Ашхабаде, испанская спортсменка, в весовой категории до 81 кг., завоевала абсолютную золотую медаль, взяв общий вес 249 кг. При этом в упражнение толчок она завоевала малую бронзовую медаль с весом на штанге 136 кг, а в упражнение рывок малую золотую медаль с результатом 113 кг.
На чемпионате Европы в Батуми в 2019 году, Лидия завоевала серебряную медаль, уступив 1 кг белорусской спортсменке Дарье Наумовой. В рывке она взяла малую золотую (108 кг), а в толчке малую серебряную (133 кг).
На предолимпийском чемпионате мира 2019 года, который проходил в Таиланде, испанская спортсменка завоевала серебряную медаль в весовой категории до 81 кг. Общий вес на штанге 246 кг. В упражнении рывок она стала пятой, в толкании завоевала малую бронзовую медаль (138 кг).