Необычная красота Валентины, помимо ее несомненного таланта, помогла ей поступить во ВГИК с первого раза. Хотя сама девушка родилась в совершенно не актерской семье, в провинциальном городе Куйбышеве (Самаре).
После ВГИКа была принята в Театр Советской Армии. С кино складывается не совсем удачно - ее приглашают только на небольшие роли и эпизоды. Впрочем, сами фильмы были вполне на уровне. Например играла продавщицу в "Детском мире"в "Приключениях электроника", фрейлину в "Обыкновенном чуде".
В 1982 году она наконец получает свою звездную роль - Риту, возлюбленную главного героя в "Покровских воротах". Одной из последних работ, стала роль в фильме 1988 года "Узник замка Иф". А потом она совсем пропала с экранов. Оказалось, в конце 80-х она встретила свою любовь, гражданина Франции, вышла за него и эмигрировала на его родину. В 2008 году из Франции пришла печальная весть - "Валентина Вилкова погибла в автокатастрофе". Новость растиражировали все СМИ.
Почти два года бывшие коллеги по театру были уверены, что ее нет в живых. Но вдруг оказалось, что погибла актриса Карина Моритц, тоже переехавшая во Францию, и игравшая с Воилковой в картине "Колье Шарлотты". После обращения коллег к актрисе в программе "Жди меня", она позвонила актеру Владимиру Зельдину, с которым играла на одной сцене. Рассказала, что у нее все хорошо. У них с мужем фирма, занимающаяся переводом и дубляжом иностранных фильмов. Хочется верить, что у 60-летней актрисы по-прежнему все в порядке.