Валентина Ивановна родилась 27 августа 1936 года в городе Минске, в семье заслуженного врача БССР Горельчик И.К. Окончив школу с золотой медалью, она поступила на геофизический факультет Ленинградского Горного института, закончила который с отличием и была направлена в Березовскую экспедицию Первого Главного Геологического Управления, где занималась поисками и разведкой радиоактивного сырья. Она первооткрыватель рудопроявления Маганык в Восточных Саянах, отличающегося высоким содержанием тория. В апреле 1962 г. член-корреспондент АН СССР Б.И. Пийп, в то время директор Камчатской комплексной геолого-геофизической экспедиции СО АН СССР, пригласил работать на Камчатку Валентину Ивановну и ее супруга Бориса Владимировича Иванова.

В 1962-1963 гг. Валентина Ивановна руководит сейсмостанцией «Семячик», а в 1963-1970 гг. сейсмостанцией «Авача». Она занимается сейсмическим режимом Авачинско-Корякской группы вулканов. Это были первые регулярные сейсмологические исследования Авачинского вулкана. Итогом этих исследований явилась ее кандидатская диссертация по сейсмичности вулканов Авачинско-Корякской группы, которая была защищена ею в 1974 г. в МГУ. В течение 1970-1977 г. Валентина Ивановна работает на Камчатской вулканологической станции имени академика Ф.Ю. Левинсона-Лессинга, где руководит сейсмическими исследованиями Ключевской группы вулканов. В этот период ею создан годограф землетрясений Ключевской группы вулканов, с использованием которого П.И. Токаревым было успешно предсказано место и время извержения Толбачинских вулканов.

С 1977 по 1991 гг. она продолжает работать в Институте вулканологии, а с 1991 г. в Институте вулканической геологии и геохимии ДВО РАН. Этот период можно считать наиболее продуктивным в её жизненной биографии. Она успешно исследует геодинамические аспекты взаимосвязи сейсмических и вулканических процессов, занимается прогнозом вулканических землетрясений и вулканических извержений. Ею детально исследованы структура сейсмичности питающей магматической системы крупнейшего вулкана Евразии – Ключевского. Валентиной Ивановной опубликовано более 100 статей по вопросам сейсмичности вулканов Камчатки. Она активный участник многих российских и международных совещаний, соавтор крупных монографий. Имя Валентины Ивановны внесено в топонимическую летопись российской вулканологии, кратер в северо-восточной части вулкана Двор назван в ее честь мааром «Валентины».

В.И. Горельчик по праву считается одним из самых известных в мире специалистов в области вулканической сейсмологии. Её вклад в этой области неоценим. Скрупулёзная в работе, Валентина Ивановна взвалила на себя трудную ношу по подготовке каталога вулканических землетрясений для района Северной группы камчатских вулканов за последние 30 лет.  Валентина Ивановна воспитала целую плеяду сейсмологов-обработчиков. Научным исследованиям Валентины Ивановны был свойственен глубокий анализ, умение обнаружить, казалось бы, в рутинном материале факты, оказывающие влияние на дальнейшее развитие сейсмологических исследований.

Белоусов В.И. Воспоминания о совместной научной командировке в Италию с Валентиной Ивановной Горельчик в марте-июне 1979 года