Orta məktəbi bitirəndən sonra bir il Naxçıvan Dövlət Musiqili Dram teatrının yardım heyətində çalışıb. Azərbaycan Dövlət Teatr İnstitutunun rejissorluq fakültəsini (indiki Mədəniyyət və İncəsənət Universitetini, R. Təhmasib və M.Məmmədovun sinfi) bitirib (1962–1966). Təyinatla Naxçıvan teatrına quruluşçu rejissor göndərilib.

İlk quruluşu olan Georgi Mdivaninin "Konsulu oğurladılar" (5 noyabr 1966) tamaşası teatr ictimaiyyətində böyük maraq doğurub. 1972–1974-cü illərdə Moskvada Anademik Bədaye Teatrında yaradıcılıq təcrübəsi keçib və qayıdaraq Naxçıvan teatrına baş rejissor təyin olunub. Vəli Allahverdi oğlu Babayev 4 oktyabr 1974-cü ildə "Azərbaycan SSR əməkdar artisti" fəxri adına layiq görülüb.

Vəli Babayevin rejissurası müasir dünya teatr prosesinin estik prinsipləri ilə səsləşirdi. O, avanqard teatr janrlarının əsas ifadə vasitələrini lirik-psixoloji üslubun poetika xüsusiyyətlərilə cəsarət və məharətlə birləşdirə bilirdi. Həmin cəsarətli sənət axtarışları baxımından onun daha maraqlı yaradıcılıq nailiyyətləri Cəfər Cabbarlının "Yaşar" (10 fevral 1967) və "Od gəlini" (22 mart 1970), Nazim Hikmət və Vera Tulyakovanın "Kor padşah" (29 dekabr 1968), Lope de Veqanın "Nə yardan doyur, nə əldən qoyur" (28 oktyabr 1974), Cəlil Məmrnədquluzadənin "Dəli yığıncağı" (23 may 1975), Avksenti Saqarelinin "Tiflis yengələri" ("Xanuma". 30 oktyabr 1976), Anarın "Adamın adamı" (12 fevral 1977), Rüstəm İbrahimbəyovun "Yaşıl qapı arxasında qadın" (21 may 1978), Karlo Haldoninin "Məzəli hadisə" (7 may 1979), Əkrəm Əylislinin "Quşu uçan budaqlar" (23 sentyabr 1980), Çingiz Aytmatov və Koltay Məhəmmədcanovun "Fudzi dağında qonaqlıq" (8 oktyabr 1981), Hüseyn Cavidin "Şeyx Sənan" (24 aprel 1982), Orxan Kamalın "Yad qızı" (7 yanvar 1983), Aleksandr Puşkinin "Qaraçılar" (30 dekabr 1984), Rəsul Rzanın "Bir gün də insan ömrüdür" (26 noyabr 1987) əsərlərinə verdiyi səhnə quruluşlarıdır. Yerevan Azərbaycan Teatrında, Lənkəran Dram Teatrında da bir sıra tamaşaların quruluşçu rejissoru olmuşdur.