Llicenciat i Doctorat en medicina per la Universitat de Barcelona, es va traslladar als Estats Units d’Amèrica i fou catedràtic per la Universitat de Harvard (Massachusetts-EUA). Ha treballat en alguns dels hospitals més importats dels EUA com la Clínica Mayo de Minnesota o l’Hospital Mount Sinaí de Nova York. D’aquest últim hospital ocupa el càrrec de director de la unitat de cardiologia des de 1994.
La seves investigacions ocupen un ampli ventall de les afeccions cardiovasculars i ha publicat més de 400 articles en revistes especialitzades. Valentí Fuster fou nomenat recentment president del Centre Nacional de Investigacions Cardiovasculars (CNIC) i l’any 2006 ha estat escollit president de l’ Associació Mundial de Cardiologia. Dels reconeixements públics al seu treball destaca el Premi Príncep d’Astúries d’Investigació Científica i Tècnica l’any 1996.