Valerij Čkalov se narodil 2. února 1904 ve vesnici Vasijevo (dnes Čkalov), kde otec pracoval v místní státní strojírně. Matka mu zemřela, když mu bylo 6 let. Otec chtěl, aby syn pokračoval v jeho profesi, a tak byl chlapec ve třinácti letech poslán do učení. Nepobyl tam však dlouho, protože po říjnové revoluci 1917 byla škola zavřena. Vrátil se tedy domů a pomáhal otci. Pak si našel práci na plovoucím bagru jako dělník a topič, potom na parníku. Roku 1919 dobrovolně vstoupil do Rudé armády a pracoval v Nižném Novgorodu jako letecký mechanik. V letech 1921 až 1922 si teoreticky zvyšoval odbornost ve vojenské letecké škole v Jegorjevsku. Zde také prvně samostatně pilotoval letadlo Avro 504. Poté se přestěhoval do Moskvy, kde absolvoval výcvik v akrobacii a od roku 1924 sloužil v jednotce stíhačů na letišti v Leningradu.
V roce 1930 se stal zkušebním pilotem v sovětském letectvu. Za svůj život testoval 70 různých letadel a dále se věnoval letecké akrobacii a vymyslel několik nových akrobatických „figur“. Současníci o něm tvrdili, že je to pilot “od pánaboha“.
Rozvoj letectva a později parašutismu patřil k prioritám sovětských ozbrojených sil. Stalinská propaganda pracovala naplno zvláště, když šlo o překonávání dálkových rekordů. Jedním takovým velmi oslavovaným úspěchem bylo roku 1937 vysazení Papaninovy výpravy na cestu k severnímu pólu. Velká pozornost byla věnována přeletům přes Arktidu. A zde právě ukázal Čkalov své mistrovství v létání, spolu ještě s druhým pilotem Georgijem Bajdukovem a navigátorem Alexandrem Beljakovem. Ve dnech 20. až 22. června 1936 vykonali 9 374 km dlouhý let s letounem Tupolev ANT-25. Trasa letu vedla z Moskvy přes Zemi Františka Josefa a dále přes Severnaju zemlju a Petropavlosk Kamčatskij a končila na ostrově Udd v Ochotském moři.
Přistání nebylo jednoduché. Ostrov Udd je dlouhý a úzký, měří na délku cca 20 km a široký je průměrně jen 1 km. Letadlo přesto úspěšně přistálo za večerního soumraku a v husté mlze. Let celkem trval 56 hodin a 20 minut. Trojčlenná posádka přespala na ostrově u místní obyvatelky F. Smirnovové. Aby letadlo mohlo vzlétnout, bylo třeba upravit 500 metrů dlouhou dráhu, což se podařilo. Zpátky se letci vraceli přes Jakutsk a Nikolajevsk. Čkalov dostal jako ocenění za tento let vyznamenání Hrdina Sovětského svazu. Ostrov Udd byl poté na rozkaz Stalina přejmenován na Čkalov a dva sousední ostrovy dostaly jména po druhém pilotovi a navigátorovi.
Stejná posádka odstartovala 18. června 1937 z letiště u Moskvy. Trasa vedla k Zemi Františka Josefa přes severní pól k severnímu pobřeží Kanady, dále přes ostrov Vancouver a Seattle. Letadlo přistálo v Portlandu 20. června v 16 hodin a 30 minut. Posádka uletěla za 63 hodin a 25 minut více než 10 000 km.
Valerij Čkalov zahynul 15. prosince 1938 při zkušebním letu letounu Polikarpov I-180. Při přistání a teplotě vzduchu minus 24 stupňů Celsia došlo ke snížení otáček, následkem toho k přechlazení motoru a první prototyp se zřítil. Při zkušebním letu druhého prototypu došlo rovněž k tragické havárii. Z výšky 10 000 metrů se střemhlavým letem s motorem na plný výkon letoun zabořil do země. Třetí prototyp také havaroval, pilot se však zachránil na padáku. Přesto bylo letadlo přijato do sériové výroby, která pak byla z důvodu nedostatku materiálu (hliníkové slitiny dural) zrušena.
Po tomto průkopníkovi letectví je pojmenována Čkalovova ulice na Praze 6.