Koraszülöttként a bábaasszony annyira gyengének találta, hogy azonnal megkeresztelték, ha esetleg nem érné meg a másnapot. Édesanyja tanárnő, édesapja liberális szellemű ügyvéd volt, aki nagy terveket szőtt, de vállalkozásai elbuktak. Dienes Valéria gyermekkorában sok időt töltött a szintén Szekszárdon élő Babits Mihállyal, aki másodfokú unokatestvére volt. Babits Halálfiai c. művében egy szereplőt (Hintáss Gittát) róla, gyermekkori barátjáról mintázta.

Tizenhárom éves korában szülei elváltak, édesapja elhagyta a családot. Pápára költöztek testvérével és édesanyjával, ahol befejezte a polgári iskolát. Ezt követően a győri tanítóképzőbe került, ahol bennlakó leányiskolai növendék lett. A tanítóképző után beiratkozott a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetem matematika-fizika és esztétika-filozófia szakára. Elsősorban báró Eötvös Loránd, Beke Manó és Alexander Bernát előadásait hallgatta. Emellett a Zeneakadémián zeneszerzést és zongorát is tanult. Az egyetemi évei alatt megismerkedett későbbi férjével, a matematikus Dienes Pállal. Tagja lett a Galilei Körnek, ahol érdeklődést keltő filozófiai értekezéseket tartott és cikkeket is írt.

1905-ben doktorrá avatták. Ez év novemberében férjhez ment és felvette a Dienes nevet. Az Akadémia Matematikai és Természettudományi Értesítőjében 1910-ben közös dolgozata jelent meg Dienes Pállal, az Általános tételek az algebrai és logarithmikus singularitásokról címmel. Közben filozófiai és pszichológiai cikkeket írt a Huszadik Század c. lapba, és nagy feltűnést keltő előadásokat tartott a Társadalomtudományi Társaság Szabad Iskolájában. Tevékenykedett a magyar feminista mozgalomban. Férjével bejárták Afrikát, Itáliát majd a későbbi munkásságát nagymértékben befolyásoló Párizst is.

1908–1909-es évben a Sorbonne-ra járt, filozófiát hallgatott Henri Bergsontól, akinek spirituális filozófiája megragadta. Barátságba került a filozófussal, akinek hatására elmélyült katolicizmusa és mélyebben fordult Isten felé. Egyedüli jogot kapott Bergson műveinek magyarra fordítására. 1912-ig Párizsban töltötte minden idejét és Bergson filozófiája mellett megismerkedett egy sajátos mozgásművészet-mozgalommal, melynek vezetője Raymond Duncan, a táncosnő Isadora Duncan testvére. Utolsó szemeszterét a Sorbonne-on filozófiai tanulmányokkal töltötte, mellette rendszeresen táncolt. 1914-ben a tanév végén visszatért Budapestre, megszületett első gyermeke Gedeon, s két évvel később második gyermeke, Zoltán. Anyasága mellett sok időt szánt fordításra és újságírásra, cikkeket írt. Ebben az időszakban kezdte kidolgozni saját mozdulatművészeti irányzatát, az orkesztikát.

A Tanácsköztársaság idején előadásokat tartott a Társadalomtudományok Szabad Iskolájában, és tervezetet készített a női testnevelés megreformálására. Dienes Pált baloldaliként rávették, hogy az egyetemen ő közölje a kijelölt professzorokkal elbocsátásukat a Kommün nevében. Ezért a bukás után Bécsbe szökött, ahová később felesége két gyermekükkel követte. Közben azonban férje beleszeretett szállásadója lányába – ez váláshoz vezetett. Dienes Valéria egy ideig Bécsben orkesztikát tanított a grinzingi Montessori Gyermekotthonban, majd egy ideig Raymond Duncan nizzai és párizsi kolóniájában élt gyermekeivel. 1923-ban hazaköltözött édesanyjához, Pápára. 1924-ben Budapestre költöztek Domokos Lászlóné, az Új Iskola igazgatónője hívására, akinek intézményében kezdett orkesztikát tanítani. Ekkoriban ismerkedett meg Prohászka Ottokár katolikus püspökkel, akihez gyónni járt. Filozófiai gondolkodásában erősödött a miszticizmus. Innentől kezdve Istenhez kapcsolódva írt, tanított és alkotott. 1927-ben az Aquinoi Szent Tamás Filozófiai Társaság tagja lett.

A második világháborút követő kommunista hatalomátvétel után Magyarországon a modern táncot, mint dekadens, individualista, burzsoá műfajt, ellehetetlenítették. A magyar mozdulatművészetet misztikus, test és lélek egységét hangsúlyozó volta miatt 1950-ben osztályidegennek nyilvánítva betiltották. Ezután elszigeteltségben elsősorban vallásfilozófiai tanulmányokat folytatott, és sokat fordított. A városmajori imaházban vallásfilozófiai lelkiórákat tartott. Élete végéig megőrizte szellemi frissességét, utolsó előadását 96 évesen 1975-ben, a tihanyi Nemzetközi Szemiotikai Kongresszuson tartotta.

Saját mozgásművészeti irányzata, az orkesztika az ókori görögök elve: a szépség, igazság és jóság hármasságán alapult, és a természetes emberi mozdulatokat helyezte középpontba. Jelentősen hozzájárult Bergson gondolatainak hazai közvetítésében, kidolgozta a Bergson eszméin alapuló evolúciós logika elméletét. Filozófiai fordításai a magyar filozófiai szaknyelv megújítását, irodalmi rangra emelését is jelentették. 1934-ben fordításaiért és a magyar filozófiai nyelv fejlesztéséért Baumgarten-díjat kapott (fordított Hume, Descartes, Locke, Berkeley, Teilhars de Chardin műveiből). Szemiotikával is foglalkozott.

A hazai pszichológiai gondolkodásban ellenpontot képviselt a természettudományos megközelítésekkel szemben. Orkesztikai iskolája intézményként is széles hatást fejtett ki. Művészet és testedzés című tanulmányában összefoglalta a hazai orkesztika elméleti alapjait. Az 1920-as évektől nagyszabású mozdulatjátékokat is alkotott. Első művei, így például a Hajnalvárás (1925) a középkori misztériumok hatására születtek, később már elsősorban bibliai és történelmi témájú műveket komponált (Nyolc boldogság; Magvető; Szent Imre, Tíz szűz). A modern táncosokat és „testművelőket” összefogó Mozdulatkultúra Egyesület társelnöke és elnökeként 1929-től 1945-ig tevékenykedett. 

Henri Bergson – filozófus

Babits Mihály – költő, másodunokatestvér

Jászi Oszkár – társadalomtudós/poitikus

Madzsar József – társadalomtudós/politikus

Madzsar Alice – táncpedagógus

Prohászka Ottokár – katolikus püspök, gyóntatója

„Honnan kezdjem az életemet? Ugye elölről? Hol van az eleje? Ugye Isten örök Gondolatában? Tehát honnan jövök? Az örökkévalóságból. És hová megyek? Az örökkévalóságba. Mi vagyok tehát? A végtelen. 

Dienes Valéria önmagáról. Szabó Ferenc (szerk., 2001, 9.o.):

„Egy lehetséges tévedés eloszlatásával kell kezdenünk. Az eszmélet jelenségeknek még nincs egyetlen összefüggő és egészében fejlődő tudománya. Nincsen lélektan olyan értelemben, mint van mennyiségtan, természettan, vegytan, melyeknek kutatói legalább nagyjából egyetértően elfogadott és rendezett tudomány-testhez adják hozzá egyhangulag érvényesnek elismert módszerekkel megállapított eredményeiket. A lélektani tények nincsenek rendben. Nincsenek a tudományos világtól egyértelműen jóváhagyott szerves egészbe foglalva, melyben mindeniknek meg volna a maga helye, rangja, fontossága … sőt arra nézve sincs végérvényes megállapodás hogy mi módon talált és mi természetű adatokat kell múlhatatlanul tényeknek elfogadnunk, más szóval nincs a lélektannak sem egységes módszere, sem körülhatárolt tartománya.”

Dienes Valéria: A mai lélektan főbb irányai I. (1914), 3.o.

A szocializmus éveiben munkásságát elnyomták, 1979-es halálát követően hivatalosan nem emlékeztek meg róla. A rendszerváltást követően a rá vonatkozó ismertetések, cikkek száma megnőtt, emlékezetét több területen (főként a táncművészetben) felélesztették. Szekszárdon általános iskola viseli a nevét: Szekszárdi Dienes Valéria Általános Iskola. A Magyar Táncművészek Szövetsége 2006-ban Poszthumusz Életmű-díjjal tüntette ki. A 2011. május 25-én tartott filozófiai konferencián munkásságát tárgyalták ( SZÁZ ÉV UTÁN – „ESZMÉLETCSERE” Bergson eszméinek hatása a XX. sz. spirituális megújulására – Magyarország felé a közvetítő: Dienes Valéria, http://www.tavlatok.hu/net/cikk23dienes_k.htm).

2018-ban a XII. kerületi önkormányzat emléktáblát helyezett el a Budapest Krisztina krt. 5 sz. ház falára, ahol 1929. és 1944. között orkesztikai iskolája működött.

Táncmozdulati munkásságát a MOHA Orkesztikai Alapítvány és a hozzá kapcsolódó Mozdulatművészetek Háza viszi tovább (Budapest, XIX. Kerület, Tagló u.11.13).

Sírhelye a Farkasréti temetőben van, 2002 óta védett. (Parcella, szakasz, sor, sír: 18,N/A, 1, 9.)

Dienes Gedeon (2001). Dienes Valéria (1879–1978) életrajza és műveinek jegyzéke Ponticulus Hungaricus V. Évf. 7-8. szám, 2001 július-augusztus

https://web.archive.org/web/20161124222419/http://members.iif.hu/visontay/ponticulus/rovatok/mesterkurzus/babits-dienes.html#dienes-valeria

Fenyves Márk Az orkesztika Hungaricum :

https://fidelio.hu/tanc/fenyves-mark-az-orkesztika-hungarikum-67951.html

Jakabffy Éva (2018). Dienes Valéria életműve Valóság 61. 11-42.o.

http://epa.oszk.hu/02900/02924/00071/pdf/EPA02924_valosag_2018_11_011-042.pdf

Szabó Ferenc (2001) Dienes Valéria önmagáról, Szeged, Agapé Kiadó

http://www.tavlatok.hu/net/cikk23dienes_k.htm