Walentyn Alexandrowitsch Serow wurde 1865 in Sankt Petersburg geboren. Sein Talent zeigte sich, als er in einer Kommune war, wo er weiterhin lernte, nachdem seine Mutter nach München gezogen war. Ein Jahr später, nach dem Zerfall der Kommune, zog er zu seiner Mutter nach München, wo ihn der Graveur Karl Köpping im Zeichnen unterrichtete. Im Oktober 1874 setzte er seine Ausbildung in Paris fort und kehrte ein Jahr später nach Russland zurück.

1876 zog er zusammen mit seiner Mutter und ihrem neuen Ehemann nach Kiew, wo er das kiewer Gymnasium besuchte und gleichzeitig seine Fähigkeiten an einer Zeichenschule verbesserte. In dieser Zeit bemerkte die Familie seine Liebe zur Natur und seine Begeisterung für die Kunst.

1880 wurde Serow Gasthörer an der Kaiserlichen Akademie der Künste. Zwei Jahre später bestand er erfolgreich die Prüfungen und wurde zum Akademiker ernannt.

Das Leben in Domotkanowo hatte einen erheblichen Einfluss auf sein Schaffen. Hier schuf er seine bekannten Werke, darunter das Porträt von Wera Mamontowa „Das Mädchen mit den Pfirsichen“, das er ihrer Mutter schenkte. Später erwarb es Tretyakow. In Domotkanowo malte Serow auch „Die Bäuerin mit dem Pferd“, „Oktober“ und „Die Friseure“. Die Arbeiten dieser Zeit zeichnen sich durch helle Töne und Lebensfreude aus. Ihm wurde angeboten, Illustrationen für eine Kinderbibel zu erstellen, aber das Projekt wurde nicht realisiert.

1887 heiratete Serow Olga Fjodorowna Trubnikowa. Bald darauf wurden ihre Kinder geboren: Jura und Sascha, die er auf dem Gemälde „Die Kinder“ darstellte.

1905 verließ Serow die Akademie der Künste und begann, politische Karikaturen zu erstellen. 1907 reiste er nach Griechenland, was ihn zur Schaffung des Werkes „Die Entführung Europas“ inspirierte. In dieser Zeit malte er auch mehrere Porträts, darunter das Porträt von Elena Rerich, und entwarf ein Plakat mit der tanzenden Anna Pawlowa.

Am 22. November 1911 erlitt Serow einen Anfall von Angina pectoris und verstarb. Der Künstler wurde auf dem Don-Friedhof beigesetzt, später wurden seine Überreste auf den Nowodewitschi-Friedhof umgebettet.

Zu seinen Lebzeiten wurden seine Werke oft in verschiedenen Ländern ausgestellt, und heute gelten die Gemälde von Walentyn Serow als eines der teuersten unter russischen Künstlern.