罗西出生于意大利乌比诺，其父亲是格拉齐亚诺.罗西，也是个摩托车手，曾经活跃于70年代末与80年代初期，曾经代表铃木出赛当时的GP500赛事，不过最好的成绩则是在1979年，代表Morbidelli车队出战250赛事所拿下的年度第三名。
罗西承袭了父亲在赛场的骑车天份与基因，自小就十分沉迷于速度的追求，为了避免罗西误入歧途从而衍生危险，罗西在家人的支持下，开始参加了卡丁车赛，在1990年便拿下区域卡丁车冠军，随后又参加Minimoto（小型摩托车）赛，又在1991年拿下许多区域冠军。
随后罗西在1993年，开始代表Cagiva车队参加意大利125c.c.的区域赛事，后因成绩杰出在1994年，被网罗到Aprilia车队，经过两年的征战之后，罗西优异的成绩表现让他包办了当年的全国冠军，同时也让他自此踏上MotoGP赛事殿堂。
刚踏入MotoGP 125c.c.赛事的罗西，其实在1996年并不顺遂，当年只拿下125c.c.的第九名，但经过一年的沉淀之后，罗西开始在1997年发光、发热，首次拿下125c.c.的Moto GP冠军军头衔。隔年（1998年）再度转战250c.c.，便轻易拿下亚军的宝座，可谓来势汹汹！随后在1999年即取得250c.c.组别冠军。
2001年是瓦伦蒂诺·罗西参赛的第二个赛季，这一年，他夺得了125cc，250cc和500cc三个级别的世界锦标赛冠军，成为摩托车赛历史上第二位包揽三项冠军的车手。他年仅24岁，成为体育中真正的传奇。2002年，他驾驶本田RC211V，在第一届摩托GP四冲程系列赛中气势冲天。2003年，罗西依然所向披靡，这一年，拥有迷人个性的罗西离开了本田车队。2004赛季，罗西代表雅马哈车队参赛，这对罗西不能不说是一个巨大的挑战。
而在2004年开始，罗西开始转投雅马哈怀抱，直到2010年结束合作之前，罗西除了2006年、2007年因车辆稳定性与轮胎匹配度不好而分别以亚军、季军收场之外，其馀均以冠军之姿完赛。其中在2009年，还提前一场完封拿下世界冠军。而在2010年，罗西因肩伤与胫骨骨折的影响，未能在本赛季中拿下好成绩，最终仅能拿下季军的席次。
2013年罗西重返雅马哈车队。从1996年加入世界摩托车锦标赛开始已经获得全级别58次的杆位，103次分站冠军及9次的世界冠军，由于参赛以来成绩优异有“小飞侠”的昵称。
