9 августа 2022 года танковый взвод Валерия Паламарчука вёл тяжёлый бой с наступающими украинскими войсками в селе Граково Харьковской области. Его экипаж уничтожил три танка, боевую машину пехоты и более 30 националистов. Для лучшей корректировки огня командир выбрался из люка танка, и в этот момент рядом разорвался артиллерийский снаряд противника. Старший лейтенант получил тяжёлое ранение и скончался в госпитале от полученных травм. Указом Президента Российской Федерации Паламарчуку Валерию Сергеевичу присвоено звание Героя Российской Федерации посмертно.