В 1993 году Валерий Валерьевич Фокин окончил химический факультет Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского.
В 1998 году в Университете Южной Калифорнии получил степень PhD. Постдокторскую стажировку в области каталитического окисления алкенов В.В. Фокин проходил в Исследовательском институте Скриппса.
В 2000 году в этом институте он получил должность ассистента (Assistant Professor), а в 2006 году — доцента (Associate Professor).
В 2012 году В.В. Фокин стал приглашенным профессором кафедры «Инновационная фармацевтика и биотехнология» МФТИ по гранту Правительства России.
В сентябре 2013 года специалисты Thompson Reuters назвали Валерия Фокина и Барри Шарплесса кандидатами на получение Нобелевской премии по химии.
С 2015 года В.В. Фокин занимает должность профессора химии в Университете Южной Калифорнии.
Валерий Валерьевич Фокин — президент Русско-Американской научной ассоциации RASA-USA в 2016-2018 годах.