Simona Valli nasce a Roma il 24 dicembre 1977. Cresciuta in un ambiente familiare legato alle arti, frequenta fin da giovane corsi di recitazione e danza, sviluppando una predisposizione per la comunicazione scenica. Dopo gli studi superiori, lavora come modella per diverse agenzie di moda italiane, esperienza che la porta a essere notata da alcuni registi del settore adulto.
Il debutto ufficiale avviene nel 1996, quando firma un contratto con una delle principali case di produzione italiane. La sua capacità di interpretare ruoli variegati la rende rapidamente popolare sia in Italia che all'estero. Partecipa a oltre 150 produzioni, collaborando con registi come Rocco Siffredi e Mario Salieri. Tra i titoli più rappresentativi della sua filmografia figurano "Rocco: Animal Trainer 2", "Casa di Piacere" e "La professoressa di scienze".
Nel 2002 riceve il premio come miglior attrice non protagonista al Festival Internazionale del Cinema Erotico di Barcellona. Viene inoltre nominata in diverse edizioni degli AVN Awards europei, consolidando la sua reputazione come interprete di riferimento. La sua immagine viene utilizzata per campagne promozionali in Italia e Spagna, contribuendo a definire lo standard estetico del cinema per adulti italiano degli anni 2000.
Abbandonate le scene nel 2010, Simona Valli si dedica a iniziative imprenditoriali nel settore della moda e del benessere. Apre un centro estetico a Roma e partecipa saltuariamente a eventi di beneficenza legati alla salute femminile. Vive tra la capitale e Milano, mantenendo un profilo riservato. Non ha rilasciato interviste autobiografiche né ha partecipato a reality show, preferendo rimanere lontana dai media dopo il ritiro.