Valerio Zerbi étudie l'ingénierie biomédicale à Milan, puis obtient un doctorat en sciences médicales et un Master en neurosciences de l'Université Radboud de Nijmegen et du Donders Centre, aux Pays-Bas. Lauréat d’une bourse Ambizione du FNS, il rejoint l'ETH Zurich en 2017. En 2021, grâce à une bourse Eccellenza, il quitte l’ETHZ pour l’EPFL, où il crée un laboratoire spécialisé en neuroimagerie multimodale et translationnelle appliquée à la recherche psychiatrique. Il est nommé professeur assistant avec pré-titularisation conditionnelle au Département de psychiatrie de la Faculté de médecine de l’UNIGE en juin 2024.

Pionnier dans le développement de méthodes d'IRM pour quantifier la structure et la fonction du cerveau sur dans des modèles de rongeurs, Valerio Zerbi possède une expertise rare en neuroimagerie préclinique et en techniques de neuromodulation utilisant des modèles animaux. Son laboratoire est l'un des seuls au monde à pouvoir réaliser simultanément l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) chez des animaux éveillés, ainsi qu'une neurostimulation précise à l'aide de techniques invasives ou non invasives et d'enregistrements photométriques. A l’UNIGE, il ambitionne notamment de mieux intégrer la recherche préclinique et humaine en psychiatrie, dans le but d'améliorer les capacités diagnostiques de l'iMRI et promouvoir le développement clinique de médicaments neuropsychiatriques. Il est le lauréat de nombreux prix qui témoignent de son expertise et de son engagement dans la recherche en neurotechnologie biomédicale.