Nato nel 1934, Tonino Valerii si è diplomato in regia al Centro Sperimentale di Cinematografia. In seguito ha lavorato come aiuto regista con Camillo Mastrocinque, Alessandro Blasetti, Sergio Leone e altri. Ha debuttato nella regia nel 1966 con Per il gusto di uccidere, accreditandosi fin da subito come uno degli autori più rappresentativi dei film di genere italiani, in particolare lo spaghetti-western e il poliziesco.
Nel 1967 dirige uno dei suoi film più famosi che è I giorni dell'ira. Seguono Il prezzo del potere (1969), La ragazza di nome Giulio (1970), Mio caro assassino (1972), Una ragione per vivere e una per morire (1972), Il mio nome è Nessuno (1973), Vai Gorilla (1976), Sahara cross (1977), Senza scrupoli (1985), La sporca insegna del coraggio (1986), Sicilian connection (1987), Una prova d’innocenza (1990), Una vacanza all’inferno (1997), Un bel dì vedremo (1997).
È stato anche sceneggiatore e autore di dialoghi. In seguito ha svolto anche un'intensa attività all'interno della televisione con la Rai (tra i suoi film per la tv: Caccia al ladro d’autore, Due assi per un turbo, Il ricatto, Il cielo non cade mai), e ha scritto il libro Fare l'aiutoregista nel cinema e nella tv, una guida per i giovani aspiranti registi.
