Valentino Rossi nació en Urbino en 1979, en la región italiana de Las Marcas, y su familia se mudó a Tavullia cuando aún era muy joven. Es hijo del ex piloto de motos Graziano Rossi, y esto lo llevó a querer manejarlas desde muy temprana edad. Inicialmente, la primera afición de Valentino por las carreras fue con el karting, y ya a la tierna edad de 5 años el niño quería ir lo más rápido posible, a tal punto que su padre reemplazó su motor de 60 cc por un motor de karting nacional de 100 cc. Por lo tanto, el hambre de Valentino por las carreras fue evidente y claro desde la infancia.
En 1990, Rossi ganó el campeonato regional de karting a la edad de 11 años; luego probó una mini moto y fue amor a primera vista. Desde ese momento, decidió que manejaría motos en lugar de autos, pero de todos modos siguió corriendo en karting durante algunos años y parecían que se encaminaría hacia la Fórmula 1. Pero cuando tuvo que elegir, se decidió por las motos sin dudar, también por los altos costos que implicaba iniciar una carrera en el mundo del automovilismo.
De niño tenía una gran atracción por el mundo de las carreras, y siempre rondaba por los recintos gracias a que su padre lograba conseguirle entradas, y le emocionaba sentir el ruido y estar en medio de todos los presentes. Sin embargo, sí había momentos en los que se tranquilizaba enseguida: cuando se hablaba de motos y tenía la posibilidad de aprender.
En 1993, Rossi compitió en el campeonato italiano Sport Production 125 en una moto Cagiva Mito, pero sin mucho éxito. Al año siguiente le dieron una moto más potente y ganó el título italiano. En 1995 pasó para Aprilia y volvió a ganar el campeonato italiano, y también quedó tercero en la clasificación europea. Para ese entonces, tenía solo 16 años.