Как писал в дневнике: «У Христа за пазухой» – на Алтае, в селе Быстрый Исток. Золотухин всегда мечтал играть на сцене. Но в детстве тяжело заболел и до 17 лет ходил на костылях. В театральный мир попал после школы, поступив в ГИТИС. Золотухин стал ведущим актёром легендарного Театра на Таганке. Играл вместе с Владимиром Высоцким и Вениамином Смеховым. В кино Валерий Сергеевич снимался со второй половины 1960-х годов. Ленты «Бумбараш» и «Хозяин тайги» стали классикой советского кинематографа. У него более 80 ролей в художественных фильмах и сериалах.
С 2003 года Золотухин был художественным руководителем Молодёжного театра Алтая, а через три года взял на актёрские курсы студентов Алтайской академии культуры и искусств. Выпускники этого курса и стали потом основным составом МТА. Сейчас театр носит имя Золотухина. На родине актёра, в селе Быстрый Исток, открыт мемориальный музей. Здание стоит рядом с храмом, который построили при попечении Золотухина. Здесь, на своей малой родине, он и похоронен.