Val Kilmer, celým jménem Val Edward Kilmer, na střední škole exceloval jak v hraní, tak ve zpěvu a v psaní. Jeho herecká dráha začala na divadelních prknech, kde se potkal s Kevinem Baconem a Seanem Pennem. Před filmovou kamerou debutoval hned hlavní rolí v komedii Přísně tajné (1984).
Popularitu Valu Kilmerovi přinesl akční snímek Top Gun (1986), kde si zahrál po boku Toma Cruise. Diváky i kritiky zaujal coby hudební legenda Jim Morrison v životopisném dramatu The Doors (1991). Kvůli roli značně zhubl, nechal si narůst dlouhé vlasy a všem vyrazil dech autentickým zpěvem.
Mezi milovníky sci-fi a fantasy filmů Vala Kilmera proslavila postava Batmana, jehož ztvárnil v jako obvykle hvězdně obsazeném (Tommy Lee Jones, Jim Carrey, Nicole Kidman) pokračování Batman navždy (1995). Posléze si sice zahrál v řadě snímků, ale žádný z nich neměl takový úspěch.
Val Kilmer, otec syna Jacka a dcery Mercedes, byl v letech 1988 až 1996 ženatý s anglickou herečkou Joanne Whalley. Nějakou dobu chodil s topmodelkou Cindy Crawford.