Родился в семье большевиков, был старшим из двух сыновей; отец их —- Шалва Степанович — грузин; мать — Ашхен Степановна Налбандян — армянка. Раннее детство прошло в Москве, где семье выделили две комнаты в коммунальной квартире на Арбате, и в Тифлисе, куда ездили к родственникам. Восприятие кавказских языков и культуры Окуджава передает в семейной хронике «Упраздненный театр» (1989-1993). Дома говорили по-русски, одним из мотивов было желание «говорить языком Ленина». В тбилисском кругу было принято посещать оперу и концерты, и Окуджава с юных лет знал репертуар оперного театра. С детства же писал стихи и прозу.
В 1932 семья переезжает в Нижний Тагил. В 1937 по обвинению в троцкизме отец был арестован и вскоре расстрелян, при хлопотах за мужа была арестована и мать. Дети остались в Москве с бабушкой. Постепенно старший «отбился от рук», и в 1940 родственники забрали его в Тбилиси, откуда весной 1942 Булат, неполных восемнадцати лет, пошел добровольцем в армию (рассказ «Утро краси нежным светом», 1975). Потрясению от непридуманной войны посвящена повесть «Будь здоров, школяр» (1960-1961); военная служба после госпиталя и отпуска 1943 года описана в повести «Приключения секретного баптиста» (1984). Весной 1944 Окуджава был демобилизован.
В Тбилиси, после ранения, Булат читал свою лирику в литературном кружке, сложившемся вокруг поэта Георгия Крейтана. В 1945 в газете Закавказского фронта появились военно-патриотические стихи Окуджавы, написанные в расчете на публикацию. Позже он отважился зайти к приехавшему в Тбилиси Б. Л. Пастернаку, который отнесся к стихам терпеливо и одобрил выбор будущим литератором филологического факультета Тбилисского университета. Во время учебы в университете стал одним из инициаторов литературного кружка, многие члены которого были репрессированы в апреле 1948.
В 1950, после окончания университета Окуджава получил распределение — учителем в Калужскую область, что нашло отражение в повести «Новенький, как с иголочки» (1962) и рассказе «Частная жизнь Александра Пушкина…» (1976). С 1953 начал публиковаться в местных изданиях, сотрудничать в молодежной газете. В 1956 в Калуге вышел первый его сборник «Лирика», образчик соцреалистического канона.
В 1955 была освобождена, а затем и реабилитирована мать поэта. В 1956 он перебрался в Москву. Обретение собственного поэтического голоса связано с участием в литобъединении «Магистраль», созданном поэтом Г. Левиным. Здесь «Лирику» раскритиковали, что способствовало творческому кризису ее автора.
К 1957 Окуджава начал писать по-новому, часть его произведений — песни (некоторые были созданы ранее: «Неистов и упрям…» в 1946; «Эта женщина!..», возможно, в студенческие годы и т.д.). Песни Окуджавы уже в конце 1950-х стали очень популярны. Неповторимый язык, интонация доверительности, идущая как бы изнутри мелодия отсутствие фальши сделали песни культурной приметой времени и манифестом инакомыслящей интеллигенции вплоть до времен перестройки. Его емкое афористическое слово обогатило язык. Цензурой поэзия Окуджавы воспринимались по-разному. Так, из 1957 текст «Надежда, я вернусь тогда…» вошел уже в сборник «Острова» (1959), ряд широко известных текстов был напечатан на родине в 1960-е гг., другие лишшь в годы перестройки.
Первый «песенный» период (1957-1961) совпал с расцветом так называемой «эстрадной» поэзии, введя Окуджаву в ее круг (Б. А. Ахмадулина, Е. А. Евтушенко, А. А. Вознесенский и др.), в частности, на выступлениях в Политехническом музее, во Дворце спорта в Лужниках. С 1963 Окуджава создавал по 1-3 песни в год (лишь в 1975 — 9 песен), становившихся широко известными («Песенка о Моцарте», «Грузинская песня»). Второй его «песенный» период — начало 1980-х гг.
В поэзии Окуджавы очень важное место занимал Арбат, символизирующий ценности русской интеллигенции («Песенка об Арбате», «Надпись на камне», «Арбатский романс» и мн. др.), противопоставленной «чужеземцам» («Я выселен с Арбата…»), чьи «речи несердечны и холодны пиры». Реальные детали (например, «поэт Глазков напротив жил» в песне «Речитатив») погружены в символическое пространство — «рай, замаскированный под двор»; в поздних стихах Арбат демифологизируется («В арбатском подъезде мне видятся дивные сцены…»).
Окуджава — поэт фронтового поколения, рисующий войну с точки зрения любви к жизни и к человеку, которому присущ в то же время нериторический героизм. В поздней лирике нарастает мотив личной ответственности за прошлое: «Убил ли кого? Или вдруг поспешил и промазал?.. /… А справиться негде. И надо решать самому». Схожа позиция в «политических» стихах, где доля личной причастности к сталинизму («Арбатское вдохновение…», 1980; «Я маленький, горло в ангине…»), вообще ответственность современников трагедии («Калужская фантазия»), не менее важна, чем инвективы палачам («Ну что, генералиссимус прекрасный…», 1981; «Письмо к маме», 1987 и др.) и проблема прощения («Прощание с осенью»).
Образ единения людей, сплотившихся в противостоянии злу, у поэта обращен к пушкинскому — «прекрасен наш союз». Песни «Союз друзей» (1970) и «Молитва» (1964-66) стали гимнами Клуба самодеятельной песни (КСП), где Окуджаву считали основоположником жанра авторской песни наряду с В. С. Высоцким и А. А. Галичем. Хвала открытой двери («Когда метель кричит, как зверь…», 1959), однако, сменяется у Окуджавы скепсисом («Взяться за руки не я ли призывал вас, господа…»), неприятием толпы «потных современников моих» («Да здравствует великий Понедельник!..», 1977); тема человека и стаи («Антон Палыч Чехов…») подытожена словами: «Уединение прекрасно, а одиночество беда».
В языке Окуджавы богатейший арсенал поэтических приемов: весь метрический репертуар русского стиха; разнообразная звукопись, в т.ч. экспериментальная (все слова строки, например, на «в»: воля, восторг, вероятность везения…), всевозможные лексические средства (синонимы: отчизна – страна проживания – черное пространство; паронимы: старят старанья, грустные грузинки и проч.), филигранная работа с семантикой, в том числе и «неполнозначных» слов – союзов, междометий и т.д. Употребление разноплановых средств строго соразмерено, что создает иллюзию полной простоты и безыскусственности. Воедино сводятся противоположности, так, высокий книжный стиль ( дама, око, вершить, пасть, простертый; цитаты и реминисценции: «боль от перемены мест», «командир - дам уездных кумир»; развернутые метафоры: троллейбус – корабль, совесть – костер; образы-символы Надежды, Веры и Любови…) совмещен с разговорным стилем доверительной беседы ( пустяк, зябкий, прикончить; обращения: а мы с тобой, брат…, представьте вы…; игра фразеологизмами: играет всю жизнь напролет, по образу и духу).
Важнейшей внутренней темой творчества Окуджавы стало преодоление революционного менталитета, который для него долго сосуществовал с гуманистическими ценностями. В «Сентиментальном марше» воспеты комиссары в пыльных шлемах, но готовность на жертву уже соединена с жаждой сберечь жизнь. В стихотворении «До свидания, мальчики» (1958), где война названа подлой, — та же «дегероизация», за которую в начале 1960-х был разгромлен в печати «Школяр». В 1962 секция СП РСФСР постановила, что «большинство этих песен не выражает настроений, дум, чаяний нашей героической молодежи», после этого автору пришлось как бы заново искать путь к читателю, с чем связывают обращение поэта к исторической прозе.
В повести «Глоток свободы» («Бедный Авросимов») (1965-1968) исследуется правомерность революционного пути на примере П. И. Пестеля. В повести «Мерси, или Похождения Шипова. Старинный водевиль» (1969-1970) и романе «Путешествие дилетантов» (1971-1977) герои противостоят вмешательству абсолютной власти в частную жизнь (Лев Толстой — Александру II; Мятлев — Николаю I). Они отстаивают духовную независимость в ее бытийных проявлениях. В романе «Свидание с Бонапартом» (1979-1983) самобытный путь частной жизни, подобный толстовскому пути исканий, кончается крахом. Окуджава показал изживание иллюзий свободы, равенства и братства как драматический процесс (Г. А. Белая), происходящий преимущественно в индивидуальном сознании. Его герой расстается с коллективным мифотворчеством, рискуя оказаться в духовной изоляции, грозящей гибелью (Тимофей Игнатьев). Поэтому исторический скепсис Окуджавы развенчивает не только социальную утопию, но и возможные ее экзистенциальные альтернативы, включая «миф о прайвеси», на котором основано нонконформистское искусство эпохи оттепели и застоя. Изысканная композиция, сложный рамочный комплекс, игра с литературными лейтмотивами, двойничество, говорящие имена (в том числе подлинные) стилизация и проч. совмещены в прозе с обширным документальным материалом, который настолько органично включен в художественный текст, что критика порой принимала подлинник за мистификацию.
Ретроспективная проза помогла Окуджаве осмыслить исторический опыт своей эпохи (поэма «В карете прошлого»), который отразился в малой прозе в 1975-1990-е гг. В рассказах «Искусство кройки и житья» (1985), «Нечаянная радость»(1986) и др. показан поздний сталинизм, проникший в частную жизнь, приватное поведение и мировоззрение. «Приключения секретного баптиста» (1984), «Выписка из давно минувшего дела» (1991) и др. рисуют человека послесталинской эпохи, с его страхами, иллюзиями, слепотой и неодураченной совестью. Автопсихологическая достоверность и самоирония ( «Я выдумал музу иронии…») в автобиографических анекдотах и рассказах совмещены с историческим обобщением, поэтому сведения из них не всегда относятся к автору. Рассказ «Девушка моей мечты» (1985) о возвращении матери из ГУЛАГа и хроника «Упраздненный театр» подводят итог размышлениям о коммунистической утопии, которая, пропитав изнутри, превращала детей в убийц, взрослых в винтики, доводя стариков до отчаяния.
Тема поэта, писателя, певца, его творчества и особого места в культуре освещена в стихах («Подмосковная фантазия»; «Прощайте, стихи, ваши строки и ваши намеки и струны...»; «Карандаш желает истину...», «Шарманка старая крутилась…» и мн. др.), в рассказах «Подозрительный инструмент» (1988) и «Гитарист» (1997), во второй части «Свидания с Бонапартом». В лирическом завещании Окуджавы — его последней песне «Отъезд» (1994) — изображен молодой музыкант, поющий, не покладая стараний, подобно Маэстро из «Песенки о Моцарте».
Поэт умер во время своей заграничной поездки в Париже, похоронен в Москве на Ваганьковском кладбище.