A pályafutását a Torpedo Moszkvánál töltő Ivanov a hatvanas évek egyik legjobb csatárának számított, 60 válogatott fellépésén 26 alkalommal volt eredményes. Nála többször szovjet színekben csak Oleg Blohin és Oleg Protaszov talált be.
Ivanov tagja volt az 1956-ban olimpiai bajnok, 1960-ban pedig Európa-bajnok szbornajának. Az 1962-es világbajnokságon hatodmagával társgólkirály lett – ebbe a hatosba tartozott a múlt héten elhunyt Albert Flórián is.
Ivanov pályafutása befejeztével edzősködött, jórészt a Torpedo Moszkvánál dolgozott, de megfordult Marokkóban is. Fia, ifjabb Valentyin Ivanov híres játékvezető lett, szerepelt a 2006-os világbajnokságon is. Felesége a kétszeres olimpiai bajnok tornász, Ligyija Kalinyina volt.
Nyikita Szimonjan, az 1956-os olimpiai bajnok csapat tagja elmondta, hogy Ivanov hosszú ideje súlyos beteg volt, Alzheimer-kórban szenvedett.
