Vlastimil Válek se narodil 17. května v Brně, vyrůstal však na Břeclavsku a zde také vystudoval místní gymnázium. Poté se přesunul zpět do Brna a na Lékařské fakultě Masarykovy univerzity získal v roce 1985 titul MUDr.

Dnes vede Kliniku radiologie a nukleární medicíny ve Fakultní nemocnici Brno a snaží prozkoumávat nové metody diagnostiky a léčby v oblasti břicha. K tomu vyučuje i na Lékařské fakultě. V roce 2003 byl jmenován profesorem. Aktivně se věnuje vědecké a publikační činnosti.

Od roku 2012 je náměstkem ředitele Fakultní nemocnice Brno. Je také předsedou České radiologické společnosti.

Do politiky vstoupil v roce 2010, kdy se jako nestraník stal zastupitelem městské části Brno-Líšeň za TOP 09. Do strany vstoupil v roce 2013 a v roce 2014 už jako její člen post zastupitele obhájil. Mezi lety 2012 až 2016 zasedal za TOP 09 v zastupitelstvu Jihomoravského kraje.

V roce 2017 vedl v Jihomoravském kraji kandidátku TOP 09 do Poslanecké sněmovny a obdržel jejich jediný mandát v kraji. Ve Sněmovně zasedá ve výboru pro zdravotnictví a v zemědělském výboru.

Válek žije v Brně-Líšni, je ženatý a má čtyři děti.