Родилась 7 апреля 1949 года в городе Шепетовка Хмельницкой области (Украина).
Окончила медицинское училище /город Черкассы/ в 1967 году, Ленинградский химико-фармацевтический институт в 1972 году, Академию общественных наук в 1985 году, Курсы усовершенствования руководящих дипломатических работников при Дипломатической академии МИД СССР в 1991 году.
В 1972-1977 годах - заведующая сектором, секретарь, первый секретарь Петроградского райкома комсомола (город Ленинград, ныне Санкт-Петербург).
В 1977-1984 годах - секретарь, второй секретарь, первый секретарь Ленинградского обкома ВЛКСМ.
В 1984-1986 годах - первый секретарь Красногвардейского райкома КПСС (Ленинград).
В 1986-1989 годах - заместитель председателя Исполкома Ленинградского Совета народных депутатов по вопросам культуры и образования.
С 1989-1990 годах - председатель Комитета Верховного Совета СССР по делам женщин, охраны семьи, материнства и детства.
1990-1991 годы - слушатель Курсов усовершенствования руководящих дипломатических работников при Дипломатической академии МИД СССР.
С 1991 по 1995 год - Чрезвычайный и Полномочный Посол РФ в Республике Мальта.
В 1995-1997 годах - директор Департамента МИД РФ по связям с субъектами Федерации, парламентом и общественными организациями, член Коллегии МИД России.
С октября 1997 по сентябрь 1998 года - Чрезвычайный и Полномочный Посол РФ в Греческой Республике.
С 24 сентября 1998 по 11 марта 2003 года - заместитель Председателя (вице-премьер) Правительства РФ. Назначалась на эту должность Указами Президента РФ от 25 мая и 19 августа 1999 года, а также Указом Президента РФ Владимира Путина от 18 мая 2000 года. В ее ведении были вопросы социальной политики, трудовых отношений, социального страхования, системы соцгарантий, льгот и выплат, социальной защиты малоимущих слоев населения, пенсионного обеспечения, общего и профессионального образования, здравоохранения, культуры, государственной молодежной политики, взаимодействия правительства с профсоюзными организациями, общественными движениями и объединениями, религиозными организациями и СМИ.
11 марта 2003 года назначена полномочным представителем Президента РФ в Северо-Западном федеральном округе.
5 октября 2003 года избрана губернатором, председателем Правительства Санкт-Петербурга.
Член Президиума Правительства РФ (с 1 октября 1998, с 1 июня и с 26 августа 1999 года).
Член Совета Безопасности РФ (с 23 июня по 12 ноября 2003 года).
С 11 марта 2003 года - полномочный представитель Президента РФ в Северо-Западном федеральном округе (Указ Президента РФ). Приступила к обязанностям полномочного представителя 18 марта 2003 года.
6 декабря 2006 года направила президенту РФ заявление о досрочном сложении своих полномочий и о постановке вопроса о доверии. 7 декабря президент РФ принял решение о доверии. Утверждена Законодательным Собранием города Санкт-Петербурга 20 декабря 2006 года на посту губернатора на следующий срок (кандидатура В. Матвиенко внесена на рассмотрение ЗС Президентом России В.Путиным 13 декабря). Срок истечения полномочий - декабрь 2011 года.
Избиралась народным депутатом СССР.
Имеет дипломатический ранг Чрезвычайного и Полномочного Посла.
Награждена орденами "Знак Почета" (1976), Трудового Красного Знамени (1982), "За заслуги перед Отечеством" III степени (апрель 1999 года), Почета Греческой Республики (2007) и медалью. Золотая Пушкинская юбилейная медаль вручена В. Матвиенко 8 февраля 2000 года. Патриарх Московский и Всея Руси Алексий Второй наградил вице-премьера правительства РФ Валентину Матвиенко Орденом Святой Равноапостольной Великой Княгини Ольги (18 июля 2001).
Почетный доктор Российской военно-медицинской академии (РВМА). Стала первой женщиной - обладательницей диплома, медали и мантии РВМА 5 февраля 1999 года.
Награждена памятным знаком церковно-научного центра "Православной Энциклопедии" (ЦНЦ "ПЭ") в апреле 2001 года, орденом Святого мученика Трифона за "большой вклад в борьбу с наркоманией, алкоголизмом и другими вредоносными явлениями" в июле 2000 года.
В октябре 2001 года награждена вторым по значимости орденом Австрии - "Большим золотым знаком почета на ленте за заслуги перед Австрийской республикой".
Владеет немецким и английским языками.
Замужем, муж - Владимир Васильевич, имеет сына.