General Gerasimov rođen je 8. septembra 1955. godine u Kazanju.
Godine 1977. završio je Kazansku višu tenkovsku komandnu školu. Vojnu akademiju oklopnih snaga „Maršal Sovjetskog Saveza R. J. Malinovski“ završio je 1987. godine, a Vojnu akademiju Generalštaba Oružanih snaga Ruske Federacije – 1997. godine.
Po završetku tenkovske škole, komandovao je vodom, četom i bataljonom u Severnoj grupi snaga i Dalekoistočnom vojnom okrugu.
Od 1987. godine obavljao je dužnost načelnika štaba i komandanta tenkovskog puka i načelnika štaba motorizovane streljačke divizije u Baltičkom vojnom okrugu.
U periodu 1993-1995. godine bio je komandant motorizovane divizije u Severozapadnoj grupi snaga.
Od 1997. godine obavljao je dužnost prvog zamenika komandanta armije u Moskovskom vojnom okrugu, zamenika komandanta, načelnika štaba i komandanta 58. armije u Severno-kavkaskom vojnom okrugu.
U periodu 2003-2005. godine bio je načelnik štaba Dalekoistočnog vojnog okruga.
Od 2005. nalazio se na mestu načelnika Glavne uprave za borbenu obuku i službu Oružanih snaga Ruske Federacije, a od decembra 2006 – načelnik štaba Severno-kavkaskog vojnog okruga.
U decembru 2007. imenovan je za komandanta Lenjingradskog vojnog okruga, u februaru 2009. godine za komandanta Moskovskog vojnog okruga.
Od decembra 2010. godine nalazi se na mestu zamenika načelnika Generalštaba Oružanih snaga Ruske Federacije.
Od 26. aprila 2012. godine je komandant trupa Centralnog vojnog okruga.
Dana 9. novembra 2012. godine ukazom predsednika Rusije imenovan je za načelnika Generalštaba Oružanih snaga Ruske Federacije – prvog zamenika ministra odbrane Ruske Federacije.
Ministar odbrane Rusije Sergej Šojgu je 11. januara 2023. imenovao Valerija Gerasimova za komandanta Združene grupe snaga u Ukrajini.
Gerasimov je 2016. godine nagrađen ordenom Heroja Ruske Federacije.
Odlikovan je i Ordenom Svetog Đorđa III i IV stepena, Ordenom zasluga za Otadžbinu I stepena, Ordenom zasluga za Otadžbinu III stepena sa mačevima, Ordenom zasluga za Otadžbinu IV stepena sa mačevima, Ordenom za vojne zasluge, Orden časti, Ordenom za službu otadžbini u Oružanim snagama SSSR III stepena i više medalja.