Лидия Валентин родилась 10 февраля 1985 года в городе Понферрада. Начала заниматься тяжёлой атлетикой в возрасте 11 лет под руководством Исаака Альвареса. Первым значимым успехом в её спортивной карьере стала бронзовая медаль чемпионата Европы в Страсбурге (2007). В 2008 году на Олимпийских играх в Пекине заняла пятое место, что было на тот момент лучшим результатом испанских тяжелоатлетов на Олимпиадах. В течение следующего олимпийского цикла она ещё трижды становилась призёром чемпионатов Европы, а на Олимпийских играх в Лондоне была близка к завоеванию медали, но осталась четвёртой. Тем не менее, после лишения медалей за употребление допинга всех трёх призёров, Лидия Валентин переместилась на первую строчку и стала олимпийской чемпионкой. Примечательно, что бронзовая медаль в этой дисциплине отошла к спортсменке из группы B.