Генерал Герасимов рођен је 8. септембра 1955. године у Казању.
Године 1977. завршио је Казанску вишу тенковску командну школу. Војну академију оклопних снага „Маршал Совјетског Савеза Р. Ј. Малиновски“ завршио је 1987. године, а Војну академију Генералштаба Оружаних снага Руске Федерације – 1997. године.
По завршетку тенковске школе, командовао је водом, четом и батаљоном у Северној групи снага и Далекоисточном војном округу.
Од 1987. године обављао је дужност начелника штаба и команданта тенковског пука и начелника штаба моторизоване стрељачке дивизије у Балтичком војном округу.
У периоду 1993-1995. године био је командант моторизоване дивизије у Северозападној групи снага.
Од 1997. године обављао је дужност првог заменика команданта армије у Московском војном округу, заменика команданта, начелника штаба и команданта 58. армије у Северно-кавкаском војном округу.
У периоду 2003-2005. године био је начелник штаба Далекоисточног војног округа.
Од 2005. налазио се на месту начелника Главне управе за борбену обуку и службу Оружаних снага Руске Федерације, а од децембра 2006 – начелник штаба Северно-кавкаског војног округа.
У децембру 2007. именован је за команданта Лењинградског војног округа, у фебруару 2009. године за команданта Московског војног округа.
Од децембра 2010. године налази се на месту заменика начелника Генералштаба Оружаних снага Руске Федерације.
Од 26. априла 2012. године је командант трупа Централног војног округа.
Дана 9. новембра 2012. године указом председника Русије именован је за начелника Генералштаба Оружаних снага Руске Федерације – првог заменика министра одбране Руске Федерације.
Министар одбране Русије Сергеј Шојгу је 11. јануара 2023. именовао Валерија Герасимова за команданта Здружене групе снага у Украјини.
Герасимов је 2016. године награђен орденом Хероја Руске Федерације.
Одликован је и Орденом Светог Ђорђа III и IV степена, Орденом заслуга за Отаџбину I степена, Орденом заслуга за Отаџбину III степена са мачевима, Орденом заслуга за Отаџбину IV степена са мачевима, Орденом за војне заслуге, Орден части, Орденом за службу отаџбини у Оружаним снагама СССР III степена и више медаља.
