Valentina Zega ha conseguito il Dottorato di Ricerca con lode in Ingegneria Strutturale, Sismica e Geotecnica presso il Politecnico di Milano nel 2017. Attualmente è Professoressa Associata presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale del Politecnico di Milano. È coautrice di circa 50 articoli su riviste internazionali e di 9 brevetti. I suoi attuali interessi di ricerca includono la progettazione meccanica e l'ottimizzazione di Sistemi Micro-Elettro-Meccanici (MEMS) e metamateriali innovativi e la modellazione numerica della loro risposta dinamica lineare e non lineare.
Dal 2019 è membro del Comitato Tecnico di Programma della Conferenza IEEE MEMS, della Conferenza IEEE EFTF-IFCS e della Conferenza IEEE INERTIAL.
Nel 2018 ha ricevuto il premio Arnarlo Rancati dall'Istituto Lombardo, Accademia di Scienze e Lettere di Milano, per un lavoro inedito a vantaggio dell'industria aeronautica e tecnica in generale. Nel 2023, la Licensing Executives Society (LES) Italia e il Politecnico di Milano hanno citato Valentina Zega come una delle donne d'eccellenza italiane che, con il loro ruolo fondamentale nel guidare l'innovazione, la creatività, la crescita aziendale, lo sviluppo sostenibile e nel perseguire e proteggere i valori della proprietà intellettuale, migliorano la qualità della vita di tutti noi. Nel 2024 ha ricevuto l'AIMETA Junior Award 2024 - Meccanica dei Materiali e delle Strutture, un riconoscimento per un significativo risultato scientifico ottenuto nel campo della Meccanica dei Materiali e delle Strutture. Nel 2024 ha ricevuto anche l'IEEE Sensors Council Technical Achievement Award nell'area dei sensori (inizio carriera). Il premio onora una persona con eccezionali contributi tecnici nell'ambito dell'IEEE Sensors Council, come documentato da pubblicazioni e brevetti.
È coordinatrice locale e responsabile del WP3 del progetto HORIZON-MSCA-2022-DN-01-01 — MSCA Doctoral Networks 2022 METRAMAT (https://metramat.eu/) e coordinatrice scientifica di altri progetti di ricerca in collaborazione con le industrie.