Valentino Rossi sinh ra tại Urbino, nhưng khi còn nhỏ gia đình anh đã chuyển đến sống tại Tavullia. Anh là con trai của cựu đua xe môtô chuyên nghiệp Graziano Rossi, vì vậy anh làm quen với đua xe từ khi còn rất nhỏ (2 tuổi).

Lúc mới đầu, anh đua xe ôtô kart (gần giống như xe F1). Chính lòng nhiệt huyết của mẹ anh, bà Stefania Rossi đã làm động lực giúp anh trở thành tay đua nổi tiếng thế giới.

Graziano Rossi đã chế tạo những chiếc xe môtô trẻ em có động cơ 60cc và 100cc cho đứa con trai 5 tuổi của mình.

Valentino Rossi đã vô địch đua xe Kart vào năm 1990, sau đó anh đến với hạng xe minimoto và trước năm 1991, anh trở thành tay đua số 1 thế giới.

Rossi tiếp tục đua ở giải kart và đã giành vô địch 5 lần trước khi kết thúc ở Parma. Cả Valentino và Graziano đều khởi đầu ở hạng xe 100cc của Italy. Và họ cũng có những chiến thắng tương tự khi đua xe ở châu Âu. Valentino cũng dành những tình cảm đặc biệt cho đua xe F1, trong đó bao gồm cả đua xe kart và minimoto.

Vào năm 1992-1993, Valentino tiếp tục học nâng cao và nghỉ thi đấu giải minimoto.

Vào năm 1993, với sự hướng dẫn của cha mình, cùng với Virginio Ferrari, Claudio Castiglioni và Claudio Lusuardi (chủ tịch đội đua Cagiva Sport), Valentino đã chạy thử chiếc xe 125cc đầu tiên trong đời là Cagiva Mito 125cc.

Nhưng không lâu sau đó, anh đã gặp tai nạn khi còn cách đích đến 100 mét. Tai nạn đó đã kết thúc 9 tuần đua xe cho Cagiva của anh.

Sau đó, anh chiến thắng giải Italian Sport Production, dành cho tay đua nhà nghề Italy. Anh đã về đầu tiên tại Misano. Hai năm sau, Lusuardi đã mời Valentino đến nhà máy xe Mito chạy thử và anh đã giành chiến thắng tại giải Vô địch Italy.