В 1959 году с отличием окончил Киевский институт физкультуры. С 1964 по 1968 годы работал тренером по лыжному спорту, вторым секретарем Черниговского обкома ВЛКСМ, ответственным организатором, заместителем заведующего отделом спорта ЦК ВЛКСМ. С 1968 по 1983 годы — начальник Управления спортивных игр зимних видов спорта, заместитель председателя Спорткомитета СССР. Работал главным редактором журнала «Научно-спортивный вестник», директором ЦНИИ спорта.
В 1994 году возглавлял рабочую группу «Лиллехаммер-94» в Олимпийском комитете России.
С 8 апреля 1994 год по 22 апреля 1997 года — третий президент Федерации хоккея России.
Награжден тремя орденами и медалями.
22 апреля 1997 года в 8.40 Валентин Сыч вместе с женой и водителем выезжал из деревни Иванцево в сторону Москвы на служебном автомобиле Volvo 850 GLE. На повороте на грунтовую дорогу их поджидали киллеры на Москвиче-427. Когда машина Сыча сбавила скорость и повернула, киллеры открыли огонь. Валентин Сыч погиб на месте, его жена оказалась в реанимации, водитель был легко ранен. Позже следователи обнаружили 23 гильзы от патронов калибром 7,62 мм и старый ржавый автомат АК-47. Убийство было раскрыто, исполнители - осуждены.
В 2004 году Валентин Сыч был избран в Зал Славы отечественного хоккея.
