Pensionnaire du club de ski de fond Haut-Jura Ski, Valentin Chauvin intègre en 2013 l'équipe de France junior de ski de fond, après avoir participé au Festival Olympique de la Jeunesse Européenne l'hiver précédent, où il avait obtenu une 8ème place sur le 10km libre. Après avoir obtenu 2 médailles d'argent en relais aux championnats du monde junior en 2014 et 2015, il intègre l'équipe de France des moins de 23 ans en 2015.