Валерий Гроховский родился в 1960 году в Москве, в семье известного композитора и дирижера Александра Гроховского. В 1984 году окончил фортепианный факультет Государственного музыкально-педагогического института (ныне Российская академия музыки) имени Гнесиных, в 1986 году – ассистентуру-стажировку. Во время учебы серьезно занимался изучением джаза – теории и практических основ, исполняя наряду с классическими произведениями джазовые композиции.
Широкую известность Валерию Гроховскому принесло участие в 1989 году в Международном конкурсе пианистов имени Ферруччо Бузони в Больцано (Италия), где он получил звание лауреата. В 1990 году он стал лауреатом Международного конкурса пианистов в Цинциннати и стажировался в Институте Иллинойса. Год спустя получил приглашение из Техасского университета в Сан-Антонио занять должность профессора фортепиано. В 2001–2009 годах жил и работал во Франции, гастролируя по всему миру.
В декабре 2013 года Валерий Гроховский дал Рождественский концерт в нью-йоркском Карнеги-холле. В том же году возглавил кафедру инструментального джазового исполнительства Российской академии музыки имени Гнесиных. В настоящее время – проректор по среднему профессиональному и предпрофессиональному образованию РАМ, доцент, декан факультета музыкального искусства эстрады, а также директор Музыкального училища имени Гнесиных.
Концертирует как солист и в составе джазового трио с басистом Антоном Ревнюком и барабанщиком Александром Зингером, в фортепианном дуэте с Даниилом Крамером. Сотрудничал также с Анатолием Кроллом, Игорем Бутманом, Сергеем Манукяном, Игорем Бойко, Сабиной Вартановой, Игорем Брилем и другими известными джазовыми музыкантами.
Много и активно работал в кино в качестве композитора и аранжировщика. В его фильмографии – картины «Созерцатели» (США), «Афродизия» (Франция), «Моя Градива» (Россия – США), «Институт брака» (США – Россия – Коста-Рика), российские телесериалы «Настоящая жизнь», «Объект 11», «Предсказание», «Гадкий утенок», «Звон серебряного ручья», «Последняя жертва», «Любовь без лишних слов» и другие.
Записал более 20 альбомов академической и джазовой музыки, выпущенных известными фирмами (Naxos и др.). В 2008 году на студии Metropolis в Лондоне им была записана концертная программа в содружестве с легендарными американскими джазовыми музыкантами – контрабасистом Роном Картером и барабанщиком Билли Кобэмом.
Удостоен Премии Правительства города Москвы в области литературы и искусства в номинации «Эстрадное искусство» (2017).