Вэл Килмер (Val Kilmer) родился 31 декабря 1959 года в Лос-Анджелесе (штат Калифорния, США). Отец — Юджин, частный строительный подрядчик, мать — Глэдис, поставщик аэрокосмического оборудования. Два брата — старший Марко и младший Уэсли (умер в подростковом возрасте из-за эпилептического приступа в бассейне).
Будущий актер окончил среднюю школу Чатсворт и Голливудскую школу профессионалов.
В 17 лет Килмер поступил в Джульярдскую школу драматических искусств.
С начала 1980-х молодой артист начал выступать на театральной сцене.
В 1984 году Вэл дебютировал в кино, сыграв роль Ника Риверса в комедии «Совершенно секретно!».
Первая известность пришла к актеру в 1986 году благодаря роли лейтенанта Тома «Айсмэна» Казански в боевике «Лучший стрелок», где также сыграл Том Круз.
В 1988 году Килмер женился на актрисе Джоанн Уолли. У пары родились двое детей — дочь Мерседес Килмер (род. 29 октября 1991) и сын Джон Уоллэс «Джек» Килмер (род. 6 июня 1995).
Успех актера закрепили роли в целом ряде популярных кинофильмов начала 1990-х: «Дорз (1991), «Громовое сердце» (1992), «Настоящая Маккой» (1993) и «Тумстоун: Легенда Дикого Запада» (1993).
В 1995 году на экраны вышел боевик «Схватка», где сыграли Вэл Килмер, Аль Пачино и Роберт де Ниро. Роль преступника Криса Шихерлиса в этой картине сделала актера суперпопулярным и принесла ему множество почетных кинонаград.
В 1996 году актер развелся с супругой после восьми лет брака.
В этом же году на экраны вышел фильм «Остров доктора Моро», в котором Килмер исполнил второстепенную роль. Несмотря на это, его гонорар составил внушительные 6 миллионов долларов. Съёмочный процесс был омрачён множеством проблем, включая смену режиссёра и главных актёров, а также превышение бюджета. В конечном счете, фильм оказался провальным в прокате.
Также в 1996-м состоялся релиз триллера «Призрак и тьма», где Килмер уже играл главную роль. Однако и здесь съемки сопровождались трудностями, что привело к провалу картины в прокате.
В 1997 году вышел дорогостоящий шпионский боевик «Святой». Этот фильм, как и предыдущие, также не оправдал ожиданий в прокате и даже был номинирован на антипремию «Золотая малина». Тем не менее, за свою работу в этой картине Килмер получил 6 миллионов долларов.
В 1999 году состоялась премьера мелодрамы «С первого взгляда», снятой с бюджетом в 60 миллионов долларов. Картина собрала всего 22 миллиона, продемонстрировав низкие кассовые сборы. Однако Килмеру заплатили за участие в этом проекте 9 миллионов долларов.
В 2000 году Килмер принял участие в научно-фантастическом фильме «Красная планета», бюджет которого превысил 100 миллионов долларов. Однако картина потерпела сокрушительный провал в прокате, заработав лишь 33 миллиона. Несмотря на это, именно за эту роль Килмер получил самый крупный гонорар в своей карьере — 10 миллионов долларов.
После неудачи «Красной планеты» карьера актера начала стремительно ухудшаться. Студии практически прекратили предлагать ему ведущие роли в крупных проектах, и он уже не мог рассчитывать на высокие гонорары. В 2004 году Килмер исполнил второстепенные роли в триллере «Охотники за разумом» и историческом фильме «Александр».
Начиная с середины 2000-х годов, Килмер продолжал активно сниматься, однако его последующие работы были представлены в основном низкобюджетными проектами, которые сразу выходили на видео. Среди наиболее известных фильмов этого периода — криминальная драма «Плохой лейтенант», комедия «Супер Макгрубер», психологический триллер «Снеговик» и военный боевик «5 дней в августе».
С 2015 года Вэл Килмер боролся с раком гортани. Ему удалось победить заболевание, однако он почти полностью потерял голос.
В 2022 году актер снова сыграл лейтенанта Тома «Айсмэна» Казански в новом фильме «Топ Ган: Мэверик» — продолжении культового боевика «Лучший стрелок».
1 апреля 2025 года Вэл Килмер скончался в возрасте 65 лет. Причиной скоропостижной кончины стала пневмония. Об этом сообщила дочь актера Мерседес.