Virginiában nedves szubtrópusi éghajlat uralkodik , amely a Blue Ridge -től nyugatra nedves kontinentális éghajlattá alakul át . A szezonális szélsőségek a januári átlagos legalacsonyabb 25°F-tól (-4°C) a júliusi átlagos maximum 30°C-ig terjednek. Az Atlanti-óceán és a Golf-áramlat erős befolyást gyakorol az állam keleti és délkeleti part menti régióira, melegebbé és állandóbbá téve az ottani éghajlatot. A Virginiában feljegyzett szélsőséges hőmérsékletek és csapadékok többsége a Blue Ridge-hegységben és attól nyugatra eső területeken történt. Virginiában évente átlagosan 110 cm csapadék hullik, a Shenandoah-völgy pedig az állam legszárazabb régiója a két oldalán körülvevő hegyek miatt.
Virginiában évente körülbelül 35-45 nap zivatar fordul elő, és áprilistól szeptemberig a viharok gyakori késő délutáni és esti események. Ezekben a hónapokban fordulnak elő leggyakrabban tornádók , 2020-ban tizenöt tornádó sújtja az államot. Hurrikánok és trópusi viharok augusztustól októberig fordulhatnak elő, és bár általában a part menti területeket sújtják, Virginia leghalálosabb természeti katasztrófája a Camille hurrikán volt , amely 1969-ben több mint 150 ember halálát okozta, főként Nelson megyében . December és március között az Appalache-hegység felől érkező hideg levegő blokád jelentős havazást eredményezhet az egész államban, mint például a 2016 januári hóvihar , amely rekord 93 cm-es havazást eredményezett a Blymont melletti államban . 2018-2019 telén mindössze 33 cm hó hullott Virginiában, ami valamivel meghaladja az állam 25 cm-es átlagát.