Сергиенко Валерий Иванович родился 4 января 1949 года в Москве. В 1972 году окончил 2-й Московский государственный медицинский институт им. Н.И.Пирогова. В 1975 году успешно защитил кандидатскую диссертацию и начал свою преподавательскую деятельность в этом институте в должности ассистента кафедры оперативной хирургии. С 1978 по 1984 год работал в должности старшего научного сотрудника ЦНИЛ 2-го Московского государственного медицинского института им.Н.И.Пирогова.

В НИИ физико-химической медицины (в настоящее время ФГБУ ФНКЦ ФХМ ФМБА России) Сергиенко В.И. работает со дня его основания. Вначале в должности старшего научного сотрудника, заведующего лабораторией экспериментальной гемосорбции, с 1989 года – заместителя директора по научной работе, с 2006 по 2015 год – директора института, а с 2015 г. по настоящее время – научного руководителя.

В 1988 году Сергиенко В.И. защитил докторскую диссертацию на тему: «Эфферентные методы лечения атеросклероза». Благодаря его усилиям в институте созданы инновационные подразделения: испытательный лабораторный центр и центр медицинских нанобиотехнологий, а также парк современного исследовательского оборудования.

В 1999 г. избран членом-корреспондентом, в 2004 г. – действительным членом (академиком) РАМН, в 2014 г. – академиком РАН. 

В 2001 году ему присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».

В период с 1997 по 2000 год работал в Министерстве здравоохранения Российской Федерации в должности руководителя Департамента научно-исследовательских и образовательных учреждений. 

С 2004 по 2006 год работал в должности заместителя руководителя Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию. 

Является создателем нового направления в медицине – биомедицинской электрохимии. Приоритетными направлениями стали разработки в области электрохимической и окислительной детоксикации. Прикладной аспект работ в области электрохимического окисления связан с созданием установки для получения гипохлорита натрия, как дезинфицирующего средства. Эти аппараты получили широкое признание среди клиницистов страны (премия Правительства РФ в области науки и техники, 1996 год). Значительное место в научных исследованиях занимает разработка теоретических и практических аспектов атеросклероза Особое внимание уделяется новым методам диагностики, лечения и изучения патогенеза этого заболевания. Эти исследования были удостоены Государственной премии РСФСР в области науки и техники в 1989 году. В последние годы под руководством академика РАН В.И. Сергиенко и при его непосредственном участии разработана технологическая платформа для создания диагностических устройств нового поколения с использованием микрофлюидных технологий. При непосредственном участии В.И. Сергиенко создана диагностическая система (набор реагентов) «ТБ-тест», предназначенная для обнаружения лекарственно-устойчивых форм туберкулеза с учетом особенностей геномной организации эндемичных для России штаммов M. tuberculosis. 

Сергиенко В.И. опубликовано более 300 научных публикаций, в том числе основные монографий. 

Сергиенко В.И. имеет большой опыт общественной деятельности.

С 2006 года В.И. Сергиенко является председателем Комитета ТПП РФ по предпринимательству в здравоохранении и медицинской промышленности.

С 2011 по 20016 год В.И Сергиенко был членом Правления Торгово-промышленной палаты Российской Федерации, в марте 2016 года на VII Съезде ТПП России В.И. Сергиенко был избран в состав Совета Торгово-промышленной палаты Российской Федерации.

С 2019 года является членом Общественного совета при Минобрнауки России. 

С 2020 года является членом Общественного совета при Минздраве России.