Filomena Valenzuela Goyenechea nació en Copiapó en 1848. Hija de Juan Bautista Valenzuela Cifuentes y Romana Goyenechea Julio.

La familia Valenzuela Goyenechea fue reconocida en la provincia de Atacama por su tradición artística y filantrópica y poseía "suficientes medios de fortuna para dar a sus hijos una instrucción sólida, que satisficiera sus legítimas aspiraciones, y fue así como pudieron dedicar una parte de sus juveniles años a realizar humanitarias obras que, a pesar del tiempo transcurrido, son recordadas siempre con admiración y cariño" (Cruz Vallejo, José de la. "A los que saben honrar las glorias de la Patria". La cantinera del Atacama. Doña Filomena Valenzuela G. Iquique: Imprenta y Encuadernación I División, 1922, p. 16).

Filomena Valenzuela realizó sus estudios en su ciudad natal y, en compañía de sus hermanas, se dedicó al "arte dramático" y representó "en los teatros de la provincia de Atacama dramas y comedias, patrióticos unos y sentimentales las otras, casi siempre con el objeto de recolectar fondos para auxiliar a los hospitales, ayudar a levantar escuelas, todas obras dignas de ser alabadas por los hijos de la rica provincia atacameña" (Cruz Vallejo, p. 16-17).

Filomena Valenzuela contrajo matrimonio con Francisco Fraga, quien fue director de banda del batallón Atacama N° 1. Según algunas fuentes, Filomena Valenzuela se unió al batallón Atacama en 1879, siguiendo a su esposo. Otras fuentes, en cambio, "señalan que, para entonces, ya había enviudado y que, en realidad, se alistó en el ejército como cantinera tras acompañar a los cuarteles a su hermano Juan Segundo Valenzuela y a su cuñado Jorge Cotton" (Huidobro, María. Mujeres en la Historia de Chile. Santiago: Taurus, 2024, p. 246-247).

La versión histórica más aceptada es que, posiblemente, Valenzuela llegó al Batallón Atacama N° 1 acompañando a sus hermanos y solicitó su incorporación al intendente de Copiapó, Guillermo Matta Goyenechea (1829-1899) (Larraín, Paz. La presencia de la mujer chilena en la Guerra del Pacífico. Santiago: Ediciones Centro de Estudios Bicentenario: Ediciones Universidad Gabriela Mistral, 2006, p. 55).

Aprobada su solicitud, Valenzuela se movilizó junto con el batallón a Antofagasta y, luego, a Pisagua, en noviembre de 1879. Allí realizaron su primera acción bélica tras la declaración de guerra y participaron en la batalla de Dolores o San Francisco. Luego se movilizaron a Ilo y Moquegua, acciones en las que Valenzuela participó como cantinera, asistiendo a los soldados heridos, tanto en el campo de batalla como en el campamento de Pisagua. Posteriormente, Valenzuela participó como soldado en el combate de Los Ángeles a las afueras de Tacna, en apoyo de sus compañeros de batallón, para luego entrar a la ciudad el 26 de mayo de 1880 (Cruz Vallejo, p. 18).

Debido a su labor como cantinera y soldado, Valenzuela recibió el grado de subteniente, participó en el avance del ejército chileno de Arica a Pisco; en la batalla de Chorrillos el 13 de enero; y la batalla de Miraflores el 15 de enero de 1881, que dio como resultado la invasión chilena a la ciudad de Lima. Además, Valenzuela organizó obras dramáticas, recitales de poesía y de canto para entretener a los soldados en momentos de descanso. Los cuidados a los soldados y sus actividades de entretención le valieron apodos como el de "Madre de la Caridad del Ejército" o "madrecita" (Cruz Vallejo, p. 22-23).

Tras las batallas en las que participó en la guerra y la disolución del Batallón Atacama, Filomena Valenzuela se estableció en Iquique y presentó obras teatrales y musicales en Antofagasta, Copiapó y, luego, en Santiago y Valparaíso, donde también realizó actividades benéficas a favor de los veteranos. Su mayor actividad teatral se centró en Iquique, principalmente en el Teatro Novedades de esa ciudad, en la que mantuvo su domicilio (Larraín, p. 57).

En 1922, José de la Cruz Vallejo publicó La cantinera del Atacama: Doña Filomena Valenzuela G., en honor a la cantinera copiapina. Dicho texto fue encabezado por un mensaje de Recaredo Amengual (1858-1936), intendente de Tarapacá y veterano de la guerra, en el que destacó a Valenzuela como una de las "sobrevivientes de aquellas jornadas memorables, que han sido el mejor crisol en que se hayan puesto a prueba la pujanza de nuestro pueblo y las virtudes de nuestra raza" (Amengual, Recaredo. "Del intendente de Tarapacá don Recaredo Amengual, al autor de "La cantinera del Atacama". La cantinera del Atacama. Doña Filomena Valenzuela G. Iquique: Imprenta y Encuadernación I División, 1922, p. 9-10).

Para la redacción de La cantinera del Atacama, de la Cruz señaló que utilizó testimonios escritos sobre la participación de Valenzuela en la guerra y conversaciones que pudo entablar con la propia veterana, a quien conoció mientras trabajaba en un diario de Iquique. Según el autor, su publicación tuvo como finalidad "poner de relieve algunos hechos no conocidos, en los que la señora Valenzuela logró sobresalir durante la campaña de 1879. Sea, además de un pequeño homenaje a la veterana, una íntima contribución a la historia de Chile y de admiración a su glorioso Ejército" (Cruz Vallejo, p. 12).

El resto del texto se dividió en cinco secciones en las que de la Cruz repasó la biografía de Filomena Valenzuela, su participación en batalla; los elogios públicos que recibió por su participación en la guerra; su posterior retiro del ejército y un último apartado dedicado a las mujeres chilenas, en el que utilizó como ejemplo de virtud a la "Cantinera del Atacama".

Filomena Valenzuela Goyenechea falleció el 28 de octubre de 1924 en la ciudad de Iquique (Huidobro, p. 249).