Valériy est le fils du réalisateur Piotr Todorovski et de Mira Grigorievna Todorovskaïa, producteur de cinéma. En 1978, il tient le rôle du fils de l'héroïne principale dans le film de Youli RaizmanUne femme bizarre. Il fait ses études à la faculté des scénaristes de l'Institut national de la cinématographie dans la classe d'Issaï Kouznetsov et Kira Paramonova(ru) et en sort diplômé en 1984. Il signe son premier film en tant que réalisateur en 1990, avec le drame Catafalque qui reçoit le Grand prix du festival du film de Mannheim. À quatre reprises (1994, 1998, 2002, 2008), Todorovski sera nommé pour le Nika de la meilleure réalisation. Il est membre du jury au Festival international du film de Moscou 1999. Dans une interview au quotidien Novaïa Gazeta en 2013, le réalisateur confie avoir la préférence pour le genre de feuilleton télévisé, ce qui explique qu'il vient d'en tourner un lui-même (Le Dégel)[2]. En , il préside le jury du festival du film Dvizhenie ("Движение") à Omsk[3].