Nace en San Sebastián en 1972. Es licenciado en la especialidad de grabado por la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid, ciudad en la que reside actualmente.

Ha trabajado como ilustrador para distintos medios como El País Semanal y empresas de publicidad y de diseño, aunque dedica la mayor parte de su tiempo al cómic. Colaborador en diversas revistas como Tos, Humo, Cretino y Dos veces breve., ha publicado los monográficos El lado amargo y El gabinete del doctor Salgari (Astiberri, 2005 y 2007); Sociedad limitadísima (Ariadna, 2005), el guión dibujado por David Ortega, Nietos del rock’n’roll (De Ponent, 2010), y nueve volúmenes de la serie Las aventuras del Capitán Torrezno, una de las obras más originales e imaginativas del cómic español de la última década.

El autor recibió en 2011 el Premio Nacional de Cómic por Plaza Elíptica (De Ponent, 2011).

Santiago Valenzuela ha ilustrado también El Golem (Astiberri, 2010), el clásico escrito por Gustav Meyrink.