Валентина Феденёва в 2007 году окончила Донецкую музыкальную академию. В 2006 году была приглашена в Донецкий театр оперы и балета, где дебютировала в партии Леоноры («Трубадур» Дж. Верди). В дальнейшем исполняла партии Дездемоны («Отелло» Дж. Верди), Мими («Богема» Дж. Пуччини), Микаэлы («Кармен» Ж. Бизе), Иоланты и Татьяны («Иоланта» и «Евгений Онегин» П. Чайковского) и другие.
В 2010–2011 годах — участница Молодёжной оперной программы Большого театра России, затем до 2014 года — приглашённая солистка театра, где исполняла партии Первой дамы («Волшебная флейта» В.-А. Моцарта) и Фраскиты («Кармен» Ж. Бизе).
В 2014–2020 годах — солистка театра «Санктъ-Петербургъ Опера», где выступала в партиях Татьяны («Евгений Онегин» П. Чайковского), Мими («Богема» Дж. Пуччини), Недды («Паяцы» Р. Леонкавалло), Виолетты («Травиата» Дж. Верди), Хризотемиды («Электра» Р. Штрауса) и других.
С 2015 года — приглашённая солистка Михайловского театра, в 2020 году вошла в состав труппы. Дебютировала в партии Недды («Паяцы» Р. Леонкавалло), в текущем репертуаре исполняет также партии Памины, Графини Альмавива («Волшебная флейта», «Свадьба Фигаро» В.-А. Моцарта), Иоланты, Натальи («Иоланта», «Опричник» П. Чайковского), Виолетты («Травиата» Дж. Верди), Микаэлы («Кармен» Ж. Бизе).
Принимала участие в международных Рождественских оперных фестивалях в Большом театре Беларуси, фестивалях «Золотая корона» в Донецке («Отелло»), «Волжские театральные сезоны» в Самаре, имени Ф.И. Шаляпина в Казани, на о. Сааремаа в Эстонии («Фауст»), «Звёзды на Байкале» в Иркутске и других фестивалях Дениса Мацуева, Транссибирском Арт-Фестивале Вадима Репина, Арт-фестивале «Таврида» (партия сопрано в Реквиеме Верди), в Сенеже. Сотрудничала с дирижёрами Робертом Лютером, Лораном Кампеллоне, Дмитрием Юровским, Александром Сладковским, Василием Синайским, Марко Боэми, Михаилом Татарниковым, Тимуром Зангиевым, Туганом Сохиевым, Александром Соловьёвым, Николаем Алексеевым, Станиславом Кочановским и другими. Гастролировала по России, в Австрии, Испании, Эстонии, Франции, Польше, Дании, странах СНГ.
В 2016 году дебютировала на сцене Большого театра Беларуси («Иоланта») и Брукнерхаусе в Линце (партия сопрано в Девятой симфонии Бетховена), в 2018 году — в Опере Ниццы («Паяцы» Р. Леонкавалло), в 2019 году — в Азербайджанском театре оперы и балета («Фауст» Ш. Гуно), в 2022 году — в Театре Капитолия Тулузы («Русалка» А. Дворжака), где в 2024 году выступила в роли Татьяны («Евгений Онегин» П. Чайковского).
С 2021 года — приглашённая солистка Татарского театра оперы и балета.
