Valentina Marchei (Milaan, 23 mei 1986) is een Italiaanse kunstschaatsster. Ze is een dochter van Marco Marchei, tweevoudig deelnemer aan de olympische marathon (35e in 1980 en 43e in 1984).
Marchei was tot het seizoen 2013/14 actief als soliste. Vanaf het seizoen 2014/15 treedt ze aan als schaatspartner van Ondřej Hotárek, bronzenmedaille winnaar bij de paren op het EK van 2013 met Stefania Berton.