Она страдала от онкологического заболевания. Причиной смерти, по предварительным данным, стала сердечная недостаточность.

В феврале 2010 года после концерта в Могилеве (Беларусь) Валентина Толкунова была госпитализирована в реанимацию местной больницы. После выписки ее перевели на обследование в Боткинскую больницу Москвы.

Валентина Толкунова родилась 12 июля 1946 года в городе Армавире Краснодарского края. Через год семья переехала жить в Москву.

В школе Толкунова прошла по конкурсу в ансамбль Центрального дома детей железнодорожников под управлением Дунаевского, где 10 лет пела в хоре, а в 1964 году поступила на дирижерско-хоровое отделение в Московский государственный институт культуры. Позже, уже в 1971 году, окончила Музыкальное училище имени Гнесиных.

В 1966 пришла в биг-бэнд под управлением Юрия Саульского (ВИО-66), где работала 5 лет солисткой-вокалисткой и пела джазовую инструментальную музыку.

В 1971 году в телефильме День за днем Толкунова озвучила песни композитора Ильи Катаева на стихи Михаила Анчарова, которые быстро стали популярны в исполнении юной певицы. С тех пор у Толкуновой началась активная работа с композиторами-песенниками, среди которых Эдуард Колмановский, Микаэл Таривердиев, Павел Аедоницкий, Виктор Успенский, Людмила Лядова, Александра Пахмутова и многие другие.

В 1972 году Лев Ошанин пригласил ее выступить на сцене Колонного зала на юбилейном концерте с песней Владимира Шаинского. Это выступление открыло перед Толкуновой дорогу на радио и телевидение.

С тех пор артистка исполнила десятки всенародно любимых песен, среди которых Стою на полустаночке, Серебряные свадьбы, Поговори со мною, мама, Носики-курносики, Где ты раньше был, Старые слова, Мой милый, если б не было войны, Я не могу иначе, Я деревенская, Сорок пять, Мы на лодочке катались и много сотен других, записала около двух десятков пластинок, 23 раза становилась лауреатом телевизионного конкурса Песня года.

В 1989 году на базе Москонцерта, где Толкунова работала с 1973 года, создано Творческое объединение АРТ - Театр музыкальной драмы и песни, художественным руководителем которого стала певица.

Толкуновой принадлежат звания народной и заслуженной артистки РСФСР, заслуженной артистки Калмыкии, правительство Украины вручило ей Международный орден Чести и орден Святителя Николая, Митрополит Киевский Владимир наградил ее орденом Святой Варвары, также ей были вручены почетные грамоты правительств Казахстана, Украины, Туркменистана, Кабардино-Балкарии, Калмыкии, Эстонии.

Кроме того, Толкунова награждена орденами Почета, Дружбы народов, Ломоносова, Святой Анны, Святого Владимира, Петра Великого, почетным знаком ФАПСИ, медалью В память 850-летия Москвы, является кавалером ордена Меценаты столетия, лауреатом премии Ленинского комсомола и премии МВД России, почетным железнодорожником России, заслуженным энергетиком России, почетным артековцем, почетным бамовцем, почетным пограничником и академиком Академии проблем безопасности, обороны и правопорядка.