Валентин Васильевич Бондаренко появился на свет 16 февраля 1937 года в городе Харькове. Ребенком вместе с мамой и старшим братом пережил оккупацию немцев, а его отец воевал на фронте. Уже в старших классах юноша начал заниматься в Харьковском аэроклубе. В 1954 году он поступил в Ворошиловградское военно-авиационное училище. После его расформирования Бондаренко перевелся в Грозненское, а потом – в Армавирское училище, которое он окончил в 1957 году с отличием. Военную службу он проходил в ВВС Прибалтийского военного округа.
В 1960 году Валентин прошел тщательный отбор и был зачислен в первый отряд советских космонавтов. Желающих было несколько тысяч, а шанс получили лишь 29 человек. Позже Бондаренко оказался и в числе 6 кандидатов на полет в космос на корабле «Восток». Кандидаты проходили регулярные тренировки.
В число испытаний входило пребывание в сурдобарокамере на протяжении 10 суток, в ходе которого выявлялась реакция на отсутствие внешних раздражителей. По данным специалистов, условия в такой камере были максимально приближены к условиям внутри космического корабля. Когда эксперимент с Бондаренко был завершен, ему разрешили снять прикрепленные к телу медицинские датчики, которые оставили на теле красные следы. Летчик протер их спиртовым ватным тампоном, который после швырнул в сторону мусорного ведра. Тампон по случайности угодил на спираль раскаленной электроплитки и вспыхнул. Так как камера была наполнена чистым кислородом, то пламя быстро распространилось и на Бонадренко вспыхнул шерстяной тренировочный костюм. Из-за перепада давления быстро открыть барокамеру не удалось.
Врачи на протяжении 8 часов боролись за жизнь курсанта, однако 23 марта 1961 года – всего за 19 дней до полета он скончался от ожогового шока. Его похоронили на родине на Филипповском кладбище.
Нелепая гибель Валентина Бондаренко была строго засекречена. Но 17 июня 1961 года Президиум Верховного Совета СССР издал указ о посмертном награждении летчика орденом Красной Звезды «за успешное выполнение задания правительства». Западная пресса узнала о гибели Валентина Бондаренко лишь в 1980 году, в СССР такую информацию опубликовало издание "Известия" в 1986 году.В 1991 году именем Бондаренко был назван кратер на Луне, а в июле 2013 года его имя стала носить школа № 93 в Харькове, где когда-то учился летчик.
Смерть курсанта в сурдобарокамере вынудила ученых и инженеров пересмотреть ее конструкцию, что было учтено при дальнейшей разработке космических аппаратов. Точная копия злосчастной барокамеры имеется в музее Первого полета в городе Гагарин Смоленской области.