Родился 25 апреля 1921 года в Орше Витебской губернии, РСФСР (ныне Витебская область, Беларусь).

Актёр, ставший кумиром 1950-х годов.

В 1937-1938 годах был актёром вспомогательного состава труппы Камерного театра.

В 1939 году учился в Московском гидромелиоративном институте, затем был призван в ряды Красной Армии, участвовал в Великой Отечественной войне. Служил в пехоте, отличился в боях, был ранен в руку. После излечения летал воздушным стрелком, был тяжело ранен в ноги.

В 1946-1991 годах — актёр в Театре-студии киноактёра.

Начинал во вспомогательном составе Камерного театра у Александра Таирова. Там на него обратил внимание режиссёр Сергей Герасимов и запомнил его фамилию. Когда Битюков вернулся с войны, Герасимов пригласил его на роль Ивана Земнухова сначала в спектакль Театра-студии киноактёра, а затем и в кино. После премьеры фильма пятеро исполнителей главных ролей были награждены Сталинской премией, но Битюкову награды не дали. Однако Герасимов настоял, чтобы актёр стал лауреатом. Борис Валентинович был награждён за участие в следующем фильме — "Жуковский", где он сыграл небольшую роль ученика Жуковского.

В первом советском детективе "Дело № 306" Битюков сыграл главную роль и стал любимым актёром милиции. На этом образе воспитано целое поколение милиционеров. Но больше никаких звёздных ролей в его жизни не случилось.

Борис Валентинович Битюков ушёл из кино из-за болезни глаз.

Ушёл из жизни 15 января 2002 года в Москве. Урна с прахом захоронена на 24-м участке Востряковского кладбища Москвы.

Сталинская премия второй степени (1951) — за исполнение роли Неждановского в фильме «Жуковский» (1950).
Медаль "За отвагу" (1946).
Орден Отечественной войны II степени (1985).