В 2009г. ей прооперировали злокачественную опухоль мозга, несколькими годами раньше удалили опухоль груди.
Несмотря на тяжелую болезнь, Валентина Толкунова, или наша Валечка, как называли ее в народе, продолжала гастролировать.

На концерте в Могилеве певице стало плохо, и ее срочно отвезли в больницу, а после перевели в Москву.
За день до кончины 63-летняя Валентина Васильевна попросила в больничную палату священника.
В песнях она проникновенно рассказывала о женской доле, маме, детях и, конечно, о большой любви.
Первым мужем Толкуновой стал Юрий Саульский. После измены композитора и последовавшего за ней развода Толкунова долго находилась в депрессии.
Через несколько лет она познакомилась с журналистом-международником Юрием Папоровым. В 1974 году они сыграли свадьбу, а через пять лет у супругов родился сын Николай. Когда мальчику было четыре, Юрия отправили в длительную командировку в Мексику. За годы отсутствия мужа за Толкуновой пытались ухаживать разные мужчины. Она стойко хранила верность, а потом все-таки обратила внимание на физика Владимира Баранова, но их роман длился недолго - в 2005-м мужчина скончался. Когда законный супруг Валентины Васильевны вернулся на родину, оказалось, что его здоровье подорвано. Толкунова ухаживала за пожилым супругом. Юрий Папоров пережил жену всего на два месяца.