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Elle a principalement participé à la renaissance de l'art religieux en France dans la première moitié du XXesiècle.
Née dans une famille d’amateurs d’art, Valentine Reyre pratique dès 1896 la peinture de chevalet. Sa vocation artistique ne la quittera plus en même temps que les préoccupations philosophiques qui la conduisent à soutenir une thèse de doctorat intitulée Règle de vie morale.
Avec Maurice Storez et Henri Charlier, elle fonde l’Arche en 1916. Ce groupe d’artistes et d'architectes catholiques a vocation à offrir un art chrétien débarrassé des académismes saint-sulpiciens, comme les Ateliers d'art sacré au lancement desquels elle participe aussi en 1919. Elle travaille à de nombreuses œuvres: peintures sur toile ou murales, fresques selon la technique traditionnelle sur mortier frais (comme à l'église Saint-Martin de Fontaine-Notre-Dame)[4], mais aussi cartons pour vitraux, dessins pour des objets liturgiques… Elle travaille aussi aux célèbres chantiers que sont le pavillon des Missions de l’Exposition coloniale de 1931 et l’église du Saint-Esprit à Paris dont elle dirige la décoration de la chapelle Saint-Joseph en 1932. Elle réalise de lumineux vitraux à l'église de l'Immaculée-Conception d'Audincourt en 1932.
En 1940, Valentine Reyre cesse définitivement toute activité artistique pour se consacrer à des œuvres sociales, jusqu’à sa mort survenue le à Paris.