Валерий Хромушкин родился 12 января 1956 года в Калуге. В 1977 году он окончил Московское высшее театральное училище имени М.С.Щепкина. В этом же году актеру досталась первая роль в кино — он сыграл собаколова в фильме «Белый Бим Черное Ухо», снятом режиссером Станиславом Ростоцким. Это была эпизодическая роль, и имя актера даже не было указано в титрах ленты. Однако уже два года спустя актера пригласили на главную роль в фильме «Ипподром», который был снят Радомиром Василевским на основе книги Николая Леонова «Явка с повинной». В этой картине Хромушкин сыграл инспектора уголовного розыска Дмитрия Шатрова.
В 1981-м году актер снялся в роли офицера в фильме «Ответный ход» режиссера Михаила Туманишвили, а также в фильме-спектакле Петра Фоменко по новелле «Выстрел» из пушкинских «Повестей Белкина».
В 1983 году актеру досталась роль Дмитрия Савельева в сериале «Вечная зов. Фильм второй», снятом по одноименному роману Анатолия Иванова. Именно эта роль и принесла ему популярность.
В этом же году Хромушкин снялся в художественном фильме режиссера Дамира Вятич-Бережных «Ворота в небо» в роли капитана Никольского.
В 1986 году актер исполнил главную роль полярника Федора в ленте «Люби меня, как я тебя».
В 1989 году Хромушкин снялся в фильме о жизни проституток «Интердевочка» с Еленой Яковлевой в главной роли, который позже стал скандально популярным. В картине актер сыграл профорга терапевтического отделения больницы Володю.
В 1992 году Валерий сыграл в двух фильмах — Эдика в «Маленький гигант большого секса» и милиционера в драме «Воспитание жестокости у женщин и собак».
В 1999 году Хромушкин снялся в многосерийном фильме «Что сказал покойник» режиссера Игоря Масленникова по одноименной книге Иоанны Хмелевской, где исполнил роль Симона.
В 2000 году актер стал членом Союза кинематографистов России. В этом же году он сыграл князя Долгорукого в фильме «Романовы. Венценосная семья».
В последующие годы актер активно снимался в сериалах, среди которых оказались «В круге первом», «Врачебная тайна», «След», «Судебная колонка», «Шпионские игры», «Реальные кабаны», «Похождения нотариуса Неглинцева».
В 2008 году Хромушкин снялся в роли врача в фильме «Без вины виноватые» по пьесе А.Н. Островского, а в следующем году исполнил роль Сергея Стрелкова в сериале «Исаев. Пароль не нужен/часть 2».
Два раза в жизни актер принимал участие в озвучивании американских анимационных фильмов – «Новые приключения Винни-Пуха» в 1988 году и «Фриказоид!» в 1995-ом.
Последней работой для актера стала роль Игната Черткова в сериале «Сердце Марии» в 2011 году.
17 октября 2012 года актер внезапно скончался в Москве из-за оторвавшегося тромба. Ему было 56 лет. Смерть стала потрясением для родных и близких друзей актера. Похоронили Хромушкина на его родине – в Калуге.
