Comme son personnage de Chili con carne, Valentina Vargas est originaire du Chili, où elle vit pendant la première partie de sa vie et prend des cours de théâtre avant de s'exiler en France.

Elle y suit les enseignements de Tania Balachova et d'Yves Pignot, et débute au cinéma dans Strictement personnel, de Pierre Jolivet, dans le simple rôle d'une masseuse, avant de dévenir la belle débaucheuse du moinillon Christian Slater dans Le nom de la rose.

Internationale, multilingue (elle parle couramment espagnol, français et anglais), Valentina a figuré au générique du Grand bleu dans le rôle de Bonita, de Sans espoir de retour de Samuel Fuller, et a tenu la vedette de plusieurs films classés entre B et Z. Ainsi Die Tigerin (“La tigresse”), un polar allemand sulfureux, ou encore Hellraiser IV, dans le rôle d'une méchante d'anthologie.

Résidant en France, Valentina Vargas apparaît aujourd'hui dans un premier rôle en français, celui de la volcanique Inès, qui met le feu à Antoine de Caunes.

Elle a récemment tourné un polar avec Malcolm McDowell, Southern Cross.