Валентина Дмитриевна родилась 8 октября в селе Монастырища Черниговского района Приморского края в семье военного. В 1954 г. семья Артёмовых перебирается в Саранск.
В 1967 г. поступает в МГУ им. Н. П. Огарева на историко-географический факультет. Еще в студенческие годы у Валентины Дмитриевны проявляется интерес к археологии. За годы учебы Валентина Дмитриевна множество раз выезжает на археологические раскопки, проводимые университетом, а уже на старших курсах она самостоятельно ведёт археологические разведки и изыскания в различных районах МАССР и соседних республик. За это время Артёмовой было обнаружено большое количество неизвестных археологических памятников разных эпох - от неолита до позднего средневековья. В 1972 г. она успешно заканчивает университет и защищает диплом на тему «Угро-Мадьяры на Средней Волге. (Современное состояние проблемы)».
По окончании университета Валентина Дмитриевна около года работала в должности ответственного секретаря Ленинского районного отделения общества охраны памятников истории и культуры МАССР. В 1973 г. она поступает в аспирантуру НИИЯЛИЭ при правительстве МАССР по специальности «археология». В 1974 г. В. Д. Артемова работает в составе Костёнковской палеолитической экспедиции Ленинградского отделения Института археологии АН СССР, после чего поступает в целевую аспирантуру этого института. Под руководством профессора А. Н. Рогачева пишет кандидатскую диссертацию на тему «Проблема происхождения микроинвентаря на территории Восточной Европы и Поволжья». В 1978 г. заканчивает аспирантуру с представлением диссертации. В 1981-87 гг. Валентина Дмитриевна живет и работает в Ленинграде. В 1987 г. вновь возвращается в Саранск и устраивается на работу в Мордовский краеведческий музей на должность научного сотрудника, где и занимается обработкой и систематизацией обширнейшего археологического фонда. Но не останавливается и полевая работа – она проводит археологические разведки, принимает участие в раскопках Шокшинского могильника под руководством В. Н. Шитова, публикует научные статьи. В 1996–1997 гг. В. Д. Артемова работает в НИИЯЛИЭ при правительстве РМ на должности лаборанта отдела археологии и этнографии. В 2011 г. В. Д. Артёмова ушла из жизни, оставив обширный исследовательский материал своих работ. В МРОКМ им. И. Д. Воронина хранится большое количество материалов, связанных с деятельностью Артёмовой: это археологические материалы раскопок под её руководством, документы, акты и описи, составленные Валентиной Дмитриевной за годы работы в музее. Дополняет коллекцию большое количество фотоматериала, собранного за годы обучения и работы.
Р. Е. Головин, научный сотрудник сектора археологии исторического отдела