Après avoir passé son enfance dans la banlieue parisienne, Valérie Kaprisky déménage à l'âge de 8 ans à Cannes. Des amis de ses parents lui font découvrir le septième art par l'intermédiaire du Festival. En 1975, le passage de Romy Schneider sur la Croisette la persuade de faire elle aussi carrière dans le cinéma. Elle revient seule à Paris pour ses 17 ans et s'inscrit au cours Florent. Après avoir tourné dans quelques spots publicitaires, elle est remarquée par Jean-Marie Poiré qui lui offre son premier rôle sur grand écran dans Les Hommes préfèrent les grosses.
En 1982, elle accède à un rôle de première importance dans
À bout de souffle de Jim McBride où elle est la partenaire de Richard Gere dans le remake hollywoodien du chef-d'oeuvre de Jean-Luc Godard. En 1984, sa prestation d'aspirante actrice entretenant une relation charnelle avec son metteur en scène dans La Femme publique lui vaut une nomination au César de la meilleure actrice. Le film est un succès. Il achève de lancer sa carrière.
Valérie Kaprisky reste associée à des rôles sulfureux : adolescente séductrice et manipulatrice dans L'Année des méduses, flamboyante Gitane changeant complètement la vie d'un homme chez Philippe de Broca, jeune femme mystérieuse au passé douteux dans Milena ou encore mère dévorée par une passion inattendue dans Mouvements du désir.
L'actrice se fait rare au cinéma, choisissant ses films avec parcimonie. Elle tourne, sous la direction d'Alexandre Arcady, Dis-moi oui (1995), puis Une place parmi les vivants de Raoul Ruiz (2003), dans lequel elle tient un des rôles principaux.
Éclectique, elle n'hésite pas à s'essayer à différents genres, comme le film policier Mon petit doigt m'a dit... pour lequel elle retrouve André Dussollier, son partenaire de Mon ami le traitre ou encore le drame social Les Irréductibles.