В составе женских сборных СССР, СНГ и России Валентина Огиенко выступала с 1983 по 1995 и в 1998 году. В их составе многократно становилась чемпионкой и призёром крупнейших международных соревнований, в том числе Олимпийской чемпионкой 1988, чемпионкой мира 1990, 4-кратной чемпионкой Европы, трёхкратной победительницей Игр доброй воли. В 1989 и 1991 принимала участие в «Гала-матчах» ФИВБ, в которых сборной СССР противостояла сборная «Звёзды мира». В 1989 году Международная федерация волейбола признала Валентину Огиенко лучшим игроком года.