Валентина Михайловна (27 апреля 1898–29 января 1954) родилась в Москве в семье Михаила Васильевича и Татьяны Егоровны Соколовых, которые помнили свое крепостное детство (деревня Шахматово, Московской области, Клинского уезда), но, перебравшись в Москву и обосновавшись в центре города на Воздвиженке (дом Арманд № 13), завели свое дело (он — лучшие в Москве щетки, она — модную мастерскую дамского платья). Умело приумножая свое состояние, родители Валентины Михайловны, сами научившиеся только читать и писать, прекрасно понимали вместе с тем огромную роль культуры и сделали все, чтобы их дети, старший Николай и младшая Валентина, выросли превосходно образованными людьми. Сын закончил Высшее техническое училище, стал инженером-теплотехником. Валентина Михайловна росла дома с гувернантками и учителями, а затем закончила с отличием 1-ю Московскую женскую гимназию и дополнительное математическое отделение 4-й гимназии. Она прекрасно владела тремя европейскими языками, изучала латынь и греческий, а в 20-е годы и древнееврейский. Была прекрасной музыкантшей (фортепьяно), любила живопись и литературу, но не меньше того — философию, математику и небесный свод. Валентина Михайловна поступила на Высшие женские курсы, вошедшие после революции в состав Московского университета, и закончила физмат 1-го МГУ в 1924 году по специальности «астрономия». В юности увлекалась символистами, «Миром искусств», ежегодно ездила с матерью в Париж (на демонстрации новых мод переводчицей при матери), ходила на концерты Скрябина, публичные лекции Вяч. Иванова, слушала Вагнера, читала не только Тютчева и Новалиса, но и Ницше. В трудный 1919 год после лекций Бердяева о безумии, охватившем Россию, написала ему письмо (17/VI), где выразила мысль о том, что путь России — это безумие перед людьми, но мудрость перед Богом. Философ ответил ей не только на метафизические вопросы, но даже и по поводу неразделенной любви, которую определил как ложную, обманчивую и не благословенную Богом.
Любовь к науке была нераздельна в Валентине Михайловне с глубоко переживаемым религиозным чувством. Еще девочкой она мечтала о себе как христианке, преследуемой властями, и даже молилась: «Дай Бог, чтобы меня преследовали и мучили». Каждое утро перед гимназией заходила в часовню Страстного монастыря (запись в дневнике от 24/VI 1919 года).
С увлечением работала Валентина Михайловна в обсерватории Астрономического института при Московском университете, любила вычислять и наблюдать, помогала в этом известным астрономам К. Л. Баеву, А. А. Михайлову, В. Г. Фесенкову (исследовала атмосферу Марса). Успевала преподавать в школе (1919–1926 годы) и издала для школьников небольшую книжечку задач по астрономии.
Валентина Михайловна посещала Физическое и Астрономическое общества, где выступала с докладами (один из них — «О движении и температуре туманности Ориона»); не только в научном, но и в философском плане близко общалась с выдающимися математиками — Д. Ф. Егоровым, Н. Н. Лузиным, С. П. Финиковым, Н. М. Соловьевым. В 1925 году Главнаука утвердила ее аспиранткой академика В. Г. Фесенкова. Кандидатскую диссертацию по небесной механике (как и ряд других работ) она написала у духовно близкого ей профессора Н. Д. Моисеева. У него же закончила аспирантуру в 1935 году. Диссертацию («Об изменении эксцентриситета и большой полуоси орбиты спектрально-двойных звезд») Валентина Михайловна защитила уже после возвращения в 1933 году из лагеря. Защита диссертации состоялась в 1935 году, а утверждение в степени кандидата физико-математических наук — в 1937 году. Исследовательская работа в Астрономическом институте им. Штернберга завершилась перед самой войной. В 1937 году Валентина Михайловна поступила в Московский авиационный институт на кафедру теоретической механики, которой заведовал профессор Г. Н. Свешников. Валентина Михайловна читала здесь лекции как доцент (утверждена в звании доцента в 1939 году) до самой своей смерти в 1954 году. Читала лекции она превосходно и была прирожденным педагогом. Не только студенты МАИ, но и солидные слушатели Горной академии и Авиационной академии были ее горячими поклонниками.
Характер Валентины Михайловны был чрезвычайно самостоятельный, независимый, горячий. Она не боялась никакого начальства и ощущала в себе право интимно говорить с каждым человеком, видя в нем обязательно, пусть на самой глубине души, живое или замутненное чувство добра. Отзывчивость и готовность прийти на помощь были в ней поразительные, но вполне естественные. Статная, высокая, тонкая, она была красива особой утонченно-хрупкой красотой (возможно, наследие отца, незаконного сына помещика). Русые волосы, большие серые глаза, точеные черты лица, узкие руки с длинными пальцами, всегда в темном. Однако за этой хрупкостью скрывалась недюжинная сила воли, и не было ей тяжести не по силам. Всю свою жизненную энергию она посвятила осуществлению идей своего мужа, Алексея Федоровича Лосева.