На одном из них, моноплане «Гризодубов-4», в 1912 году он поднялся в небо с Харьковского ипподрома вместе с двухлетней Валей, привязав ее ремешками к спине.
От отца дочери досталось главное: любовь к небу. Широко известен поставленный Гризодубовой вместе с Полиной Осипенко и Мариной Расковой мировой рекорд — беспосадочный полет на Дальний Восток в 1938 году.
Полет через всю страну отважные женщины совершили «вслепую» и «вглухую», из-за высокой облачности самолет вели по приборам, связи с диспетчером не было большую часть пути.
Все три участницы перелета стали первыми женщинами Героями Советского Союза.
Кроме того, Гризодубовой принадлежат пять мировых авиационных рекорда скорости и дальности полета, она их установила к 1938 году.
В Великую Отечественную войну Валентина Степановна совершила двести боевых вылетов, а в 1942-м ей было поручено сформировать и возглавить полк дальней бомбардировочной авиации. Формировались и женские полки, но Гризодубова командовала мужским!
С 1937 по 1946 годы она была депутатом Верховного Совета СССР и до конца жизни занимала высокие общественные посты. Когда Сергей Павлович Королев был осужден по 58-й статье «за измену Родине» и отбывал срок на Колыме, Гризодубова, используя знакомства в высших партийных кругах, ходила в Кремль заступаться за него. Ее, вместе с летчиком Михаилом Громовым, ходатайство оказалось успешным, Сергея Павловича перевели в «Туполевскую шарагу», ЦКБ-29 НКВД.
Кроме помощи знаменитому конструктору Валентина Степановна помогла возвращению из лагерей и ссылок, восстановлению в правах почти пяти тысяч человек!
Зная, что Валентина Гризодубова никогда никому не отказывает, к ней приходили, приезжали, звонили беспрерывно: «Гибнет промысловая рыба на Камчатке, выручайте!» или: «Не дают внедрить новую технологию!»
Летчик-испытатель Марк Галлай в книге «Испытано в небе» отмечал:
«Гризодубова не боялась опасных боевых вылетов за сотни километров вглубь занятой противником территории, не боялась и гнева начальства. При этом свою точку зрения Валентина Степановна доводит до сведения собеседников любого ранга, неизменно заботясь прежде всего об убедительности и лишь после этого — о светскости формулировок».
Несмотря на болезни, Валентина Гризодубова работала до последних дней жизни. Скончалась 28 апреля 1993 года в возрасте 84 лет.