Figlia del giornalista Aldo Valori, e sorella dell'urbanista Michele Valori, si diplomò all'Accademia Nazionale d'Arte Drammatica di Roma e nella stessa città conseguì successivamente la laurea in Lettere. Fu sposata con l'altrettanto popolare attore Paolo Panelli, con il quale instaurò un lungo e proficuo sodalizio sia artistico che affettivo.
Dall'unione con Panelli nacque una figlia, Alessandra, che negli anni ottanta si cimentò anch'essa in campo artistico - sia pure con minore successo rispetto ai genitori - prima di dedicarsi all'insegnamento ai bambini diversamente abili.
Bice Valori morì nel 1980, stroncata da un male incurabile. Aveva solamente 53 anni, che aveva compiuti 4 giorni prima.