Valerio Mieli è nato a Roma il 27 gennaio del 1978 da madre francese e padre italiano. È laureato in filosofia della scienza con una tesi sul logico e filosofo inglese Michael Dummett, ha svolto un dottorato di ricerca in filosofia del linguaggio ed è stato visiting scholar presso la Columbia University.
Nel 2004 lascia la carriera universitaria per dedicarsi al cinema e alla fotografia. Frequenta la New York Film Academy, studia recitazione e tiene alcune personali fotografiche; intanto lavora come sceneggiatore e assistente alla regia. Nel 2005 entra al Centro Sperimentale di Cinematografia, dove realizza diversi cortometraggi premiati in vari festival. Si diploma in regia nel dicembre 2008. Ha scritto il romanzo "Dieci Inverni", di prossima pubblicazione per Rizzoli.