Dr Valerie Tay memperoleh gelar dokternya dari National University of Singapore (NUS). Selama masa pendidikannya, beliau menerima ENT Bookprize – yaitu penghargaan yang diberikan kepada siswa terbaik di bidang THT. Beliau menyelesaikan pendidikan spesialis otolaringologi di Singapura dan kemudian dianugerahi Beasiswa Program Pengembangan Tenaga Kesehatan (Health Manpower Development Programme /HMDP) Kementerian Kesehatan (Ministry of Health / MOH) pada tahun 2012.
Sebelum memulai praktik pribadi, Dr Tay adalah kepala bagian layanan bedah plastik wajah di departemen Telinga, Hidung, dan Tenggorokan (THT) Tan Tock Seng Hospital, di mana beliau mempelopori Facial Palsy Clinic pertama di Singapura, yaitu sebuah klinik multi-disiplin yang menyediakan layanan kesehatan holistic bagi pasien kelumpuhan wajah, meliputi terapi facial retraining, kemodenervasi dan bedah facial reanimation. Dr Tay juga berspesialisasi dalam bedah rinoplasti dan septorhinoplasti tanpa bekas luka menggunakan graft yang diambil dari septum hidung atau tulang rawan telinga atau tulang rusuk untuk memberikan pasien hasil terbaik dari operasinya. Beliau kemudian juga meningkatkan kemampuannya dalam bedah plastik wajah di Navi Plastic Surgery Clinic di Seoul, Korea Selatan.
Dengan minat yang besar untuk mendidik profesional medis generasi berikutnya, Dr Tay melayani sebagai Dosen Klinis Senior di Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore, dan Dosen Senior Pembantu Lee Kong Chian School of Medicine. Beliau adalah anggota inti pada fakultas klinis program Residensi Otolaringologi NHG, dan juga telah diundang ke berbagai konferensi lokal dan luar negeri untuk berbagi pengetahuan dan keahliannya.
Dr Tay ikut menulis sejumlah buku teks bedah plastik wajah termasuk Facial Plastic and Reconstructive Surgery, yang merupakan buku teks bedah plastik wajah yang terkenal di kalangan residen THT di Amerika Utara. Saat ini beliau menjabat Presiden Society of Otolaryngology, Head and Neck Surgery, Singapura.
Dr Tay menerima rujukan untuk semua jenis kanker, dengan minat klinis khusus dalam pembedahan untuk kanker telinga, hidung dan tenggorokan (THT) termasuk prosedur sinus endoskopik, kelenjar ludah dan tiroid untuk pasien dewasa dan anak-anak.