В 1975 году окончил штурманский факультет Академии гражданской авиации в Ленинграде по специальности «инженер-штурман».
До 1985 года работал в свердловском объединённом авиаотряде Уральского управления гражданской авиации штурманом самолётов Ан-24, Ан-12, Ту-154. В 1985 году был переведён на работу в Центральное управление международных воздушных сообщений (Москва). Летал штурманом на самолётах Ту-154, Ил-86, Ан-124, работал ведущим штурманом-наставником центра подготовки авиационного персонала «Аэрофлота».
С 18 июля 1996 года — первый заместитель генерального директора ОАО «Аэрофлот — российские международные авиалинии» по организации и управлению производственными процессами.
С 12 марта 1997 года — исполняющий обязанности генерального директора ОАО «Аэрофлот — российские международные авиалинии» в связи с переходом прежнего генерального директора Евгения Ивановича Шапошникова на должность помощника Президента Российской Федерации по вопросам авиации и космонавтики. С 30 мая — генеральный директор.
С февраля 1999 года — член правления ОАО «Аэрофлот».
26 июня 1999 года был вновь избран в состав совета директоров ОАО «Аэрофлот».
Член совета директоров ОАО «АНТК им. Туполева». Специалист I класса. Входит в управляющий совет Международной ассоциации воздушного транспорта.
Официально владеет 0,0025 % акций «Аэрофлота».
26 марта 2009 года произошла отставка с поста генерального директора «Аэрофлота».
1 апреля 2009 года распоряжением Правительства Российской Федерации Валерий Окулов назначен заместителем министра транспорта Российской Федерации.
24 ноября 2017 года был освобождён от должности заместителя министра в связи с переходом на другую работу.