Вэл Килмер (Val Kilmer) родился 31 декабря 1959 года в Лос-Анджелесе (штат Калифорния, США). Отец — Юджин, частный строительный подрядчик, мать — Глэдис, поставщик аэрокосмического оборудования. Два брата — старший Марко и младший Уэсли (умер в подростковом возрасте из-за эпилептического приступа в бассейне).
Будущий актер окончил среднюю школу Чатсворт и Голливудскую школу профессионалов.
В 17 лет Килмер поступил в Джульярдскую школу драматических искусств.
С начала 1980-х молодой артист начал выступать на театральной сцене.
В 1984 году Вэл дебютировал в кино, сыграв роль Ника Риверса в комедии «Совершенно секретно!».
Первая известность пришла к актеру в 1986 году благодаря роли лейтенанта Тома «Айсмэна» Казански в боевике «Лучший стрелок», где также сыграл Том Круз.
Успех актера закрепили роли в целом ряде популярных кинофильмов начала 1990-х: «Дорз (1991), «Громовое сердце» (1992), «Настоящая Маккой» (1993) и «Тумстоун: Легенда Дикого Запада» (1993).
В 1995 году на экраны вышел боевик «Схватка», где сыграли Вэл Килмер, Аль Пачино и Роберт де Ниро. Роль преступника Криса Шихерлиса в этой картине сделала актера суперпопулярным и принесла ему множество почетных кинонаград.
С 2015 года Вэл Килмер борется с раком гортани.
В 2020 году актер снова сыграл лейтенанта Тома «Айсмэна» Казански в новом фильме «Топ Ган: Мэверик» — продолжении культового боевика «Лучший стрелок».
Супруга — Джоанн Уолли (в браке с марта 1988-го по февраль 1996-го)
Дочь — Мерседес (род. 29.10.1991)
Сын — Джек (род. 06.06.1995)