Валерий Гергиев родился 2 мая 1953 года в Москве в осетинской семье. Отец — Абисал Заурбекович Гергиев, мать — Тамара Тимофеевна Лагкуева, в семье которых помимо сына — две дочери: Лариса и Светлана. Вырос в Орджоникидзе (ныне Владикавказ), в Северной Осетии, где учился в музыкальном училище по классам фортепиано и дирижирования. В 1972 году поступил в Ленинградскую консерваторию в класс дирижирования Ильи Мусина, и ещё будучи студентом, в 1976 году победил на престижном международном конкурсе дирижёров Герберта фон Караяна в Берлине и в том же году одержал победу на Всесоюзном конкурсе дирижёров в Москве.
Окончив консерваторию в 1977 году, Гергиев был принят в Кировский театр в качестве ассистента главного дирижёра (этот пост занимал Юрий Темирканов) и уже в 1978 году впервые встал за пульт, продирижировав оперой Прокофьева «Война и мир». С 1981 по 1985 год Гергиев руководил Государственным симфоническим оркестром Армении, а в 1988 году, после ухода Темирканова в оркестр Ленинградской филармонии, занял место главного дирижёра Кировского театра.
В свой первый сезон на новом посту Гергиев провёл фестиваль, посвящённый операм М. П. Мусоргского. В дальнейшем тематические фестивали под управлением Гергиева стали традицией: так, в 1990 году прошёл фестиваль Чайковского, в 1991 году ― Прокофьева, в 1994 году ― Римского-Корсакова (все три были приурочены к юбилеям композиторов). Среди других масштабных проектов Гергиева ― первое после многолетнего перерыва исполнение в России тетралогии Вагнера «Кольцо Нибелунга», осуществлённое им в 2003 году. Годом ранее маэстро организовал и стал художественным руководителем Московского Пасхального фестиваля. В 2001 году при содействии Валерия Гергиева на русском кладбище Сент-Женевьев-де-Буа был открыт памятник на могиле Гайто Газданова — русского писателя-эмигранта, осетина по происхождению.
С начала 1990-х годов дирижёр часто выступает за границей. В 1992 году состоялся дебют Гергиева в Метрополитен-опера в опере Верди «Отелло», в дальнейшем он неоднократно выступал там как приглашённый дирижёр, а с 1995 по 2008 год он занимал место главного приглашённого дирижёра Роттердамского филармонического оркестра. С 2007 по 2015 год был главным дирижёром Лондонского симфонического оркестра. В 2015 году возглавил Мюнхенский филармонический оркестр.
Декан факультета искусств Санкт-Петербургского государственного университета, председатель Всероссийского хорового общества.
Совместно с оркестром Мариинского театра участвовал в церемонии закрытия зимних Олимпийских игр в Ванкувере (2010), церемонии открытия и закрытия зимней Олимпиады-2014 в Сочи.
27 апреля 2010 года Учёным советом СПбГУ Гергиев избран деканом нового факультета искусств СПбГУ, который начал работу 1 сентября 2010 года.
Снялся в небольшой роли в фильме Александра Сокурова «Русский ковчег».
15 февраля 2013 года избран председателем Всероссийского хорового общества.
По утверждению «Российской газеты», Гергиева называют самым знаменитым осетином в мире.
Обширная дискография дирижёра включает оперные спектакли, симфонические и концертные произведения.