Édesapja, az egykori gyorsasági vb-menő és háromszoros nagydíjgyőztes Graziano Rossi tette Valentino szenvedélyévé a motorozást.
Édesanyja, a geodéta Stefania Palma mérnöknek szánta fiacskáját.
Luca Marini Vale anyai ági féltestvére. Rossi 14 éves volt, amikor elváltak a szülei.
Alessio Salucci a legjobb és elválaszthatatlan barát, segítő, akivel négyéves koruk óta ismerik egymást. Uccio jelenleg Rossi Moto2-es és Moto3-as csapatának, illetve motorosakadémiájának sportigazgatója.
Tíz legjobb barátjával 1998-ban egy mulatozás alkalmából adták maguknak a Tribú dei Chihuahua, vagyis a Csivavák Törzse nevet. Rossi sisakdizájnján is ott vannak.
Vírus volt az első beceneve, amelyet az 1981-es 500 cm3-es világbajnok, Marco Lucchinelli adott neki, amiért a gyerek Rossi mindig ott nyüzsgött a versenyeken a boxokban.
A Rossifumi becenevet saját maga kreálta, mivel imádta az 500-as japán sztárt, Norifumi Abét.
250 cm3-es korszakában jött a Valentinik becenév, amely a Donald Kacsa olasz megfelelőjéből, Paperinikből származik. Igazságosztó volt a képregényekben és a rajzfilmeken.
A ma már ikonikus „The Doctor” elnevezést 2001-ben ragasztotta magára, első királykategóriás vb-címe idején. 2005-ben egyébként doktorrá is avatták őt, miután hazájában tiszteletbeli marketingkommunikációs diplomát kapott.
Amikor 2001-ben megnyerte az utolsó 500 cm3-es vb-t, a Honda megígérte, hogy ajándékba adja neki a világbajnok NSR 500-as gépet. Nos, az ajándékot azóta sem kapta meg…
Kedvenc hobbija a ralizás. Az 1978 óta létező Monza Ralin hét győzelemmel ő a legeredményesebb.
A 46-os rajtszámot édesapjától örökölte, aki 1979-ben motorozott ezzel a világbajnokság 250 cm3-es kategóriájában.
Tavullia egy kisváros Közép-Olaszországban, Marche tartományban. Ez Rossi városa, itt nőtt fel, itt él, és minden róla szól. A megengedett legnagyobb sebesség 46 km/óra, minden házon ki van téve a 46-os rajtszám, van Rossi pizzéria is, míg az utcák tele vannak Rossi óriásplakátjaival.
Első sikereit gokarttal érte el, több bajnoki címet is jegyzett hazájában gyerekként. Párhuzamosan minimotorozott és gokartozott, végül a gokartot elhagyta a magas költségek miatt.
Első motorkerékpáros futamgyőzelmét még 26-os rajtszámmal aratta 1994-ben, egy 125 cm3-es Cagiva Mito nyergében.
Rossi nagy kutyabarát, jelenleg két angol bulldogja van, Cesare és Cecilia.
Kedvenc színe az UV-sárga, s míg gyerekkorában a Sampdoriának szurkolt, ma már az Internazionale a kedvenc focicsapata.
Kabalaállata a teknősbéka, amelyet magára is tetováltatott, a figura páncélján pedig ott van a 46-os rajtszám is.
Kedvenc filmje az 1980-as zenés amerikai vígjáték, a Blues Brothers, amelynek egyik főszereplője, John Belushi Rossi kedvenc színésze is.
2010-ben a nagy barát és példakép, Kevin Schwantz segítségével megépítette saját tréning- és versenyközpontját, egy ranchot, ahol egy 2,5 kilométeres flat track pálya is található.
Szeret sokáig aludni, míg egyáltalán nem kenyere a pontosság, mindig mindenhonnan elkésik.
Rossi 2000 és 2007 között Londonban élt, ám az olasz adóhatóság 112 millió eurós adócsalással vádolta meg, mondván, csak adóelkerülés miatt van bejelentett lakása Nagy-Britanniában, de a valóságban Olaszországban él. Végül 34,8 millió euró befizetésével megúszta a dolgot. Rossi az eset után szakított menedzserével, Gibo Badiolival, végleg hazaköltözött, s azóta menedzser nélkül, saját maga intézi az ügyeit.
385 nagydíjon szerepelt, 115 győzelmet aratott, 233 vb-futamon szerzett érmet, 95 nagydíjon az övé volt a versenybeli leggyorsabb kör, az Argentin GP-vel bezárólag pedig 6104 pontot gyűjtött – ez mind-mind abszolút rekord. A szédületes számok ellenére azonban csak egyetlen nagydíjon volt mindenben a legjobb. 2016-ban a Spanyol Nagydíjon, Jerezben a pole-ból startolt, megfutotta a leggyorsabb kört, minden körben csak ő vezetett és rajt-cél győzelemmel diadalmaskodott.
