Народилася 9 вересня 1944 року в м. Інза Ул’янівської області (Російська Федерація). Закінчивши з медаллю середню школу № 19, у 1961 році по комсомольський путівці поїхала на будівництво підприємства, де і розпочала свою трудову діяльність. У 1963 році вступила на неорганічний факультет Ленінградського технологічного інституту імені Ленсовєта, де навчалася за спеціальністю «Хімічна технологія силікатних і тугоплавких неметалічніх матеріалів». Після отримання дип­лому працювала технологом-дослідником на Ул’янівському підприємстві в’яжучих матеріалів, керівником групи з наладки обладнання в державному інституті «Оргпроектцемент», м. Рига (1970–1976). У цей період молодий дослідник впроваджує нові технології, фізико-хімічні методи контролю та аналізу продукції на підприємствах Латвії, Естонії, Литви, Росії, України. З 1976 по 1989 роки є старшим науковим співробітником Харківського державного інституту «Южгіп­роцемент», у 1989–2005 роках – засновник та ­науковий керівник науково-дослідної лабора­торії композиційних матеріалів Північно-східного центру НАН і МОН України. З 2005 ро­ку працює в Українській інженерно-педагогіч­ній академії старшим науковим співробітником кафедри хімії та хімічної технології неорганічних речовин, старшим викладачем, доцентом кафед­ри креативної педагогіки та інтелектуальної власності. Наукова діяльність Валентини Петрівни розпочинається у 1965 році з наукового студентського товариства із досліджень твердофазових реакцій, процесів стабілізації та гідратації клінкерних мінералів, бере активну участь у наукових розробках та впровадженні кафедральних робіт. У 1983 році захищає кандидатську дисертацію «Розробка складу та технології виробництва сульфоалюмосилікатної добавки, що регулює міцність та деформування в’яжучих». Після захисту дисертації є одним із засновників та керівником наукового напрямку створення нового класу кристалізаційних полімінеральних добавок (крентів) для вяжучих композиційних матеріалів спеціального призначення, вищих за світові аналоги. Нині Валентина Петрівна виконує важливі прикладні фундаментальні дослідження по національним програмам України зі створення технології самотвердіючих корозійностійких матеріалів на основі двійних оксидів та теоретичні дослідження в фізико-хімічних системах на нанохімічному рівні, які дозволяють прогнозувати отримання композиції поліфункціонального призначення та пов’язані з охороною навколишнього середовища, з забезпеченням людства надійними джерелами енергії, речовинами для прогресивних технологій, новітніх видів техніки, охорони здоров’я. В.П. Тимофеєва – автор понад 100 наукових праць, у тому числі 22 авторських свідоцтв та патентів, учасник і співавтор наукових докладів на міжнародних конгресах в Японії (1995), США (1997), Німеччині (1999, 2001, 2003), Іспанії (1997), Бразилії (1995), Мексиці (1998). Нагороджена нагрудними знаками «Победитель социалистического соревнования» (1973), «Ударник одиннадцатой пятилетки» (1985), медаллю «За трудовое отличие» (1985) та численними почесними грамотами. Чоловік – Ілюха Микола Григорович, професор, доктор технічних наук, завідувач кафед­ри хімії та хімічної технології неорганічних матеріалів. Гордістю подружжя є син – Ілюха Роман Миколайович, що працює прокурором.