쇼와(昭和) 시대를 대표하는 소설가로 20세기 일본 최고의 작가 중 한 명으로 평가된다. 본명은 쓰시마 슈지(津島修治)로 1909년 아오모리 현 기타쓰가루에서 중의원과 귀족원 의원을 역임한 지방 호족의 자제로 태어났다. 학생 시절부터 습작 활동과 문학동인지 발행을 주도하며 작가를 지망했다. 좌익 운동에 경도되어 프롤레타리아 문학의 영향을 받은 동인지 「세포문예」를 펴내기도 했지만 자신이 속한 계급과 자신의 정치적 지향이 일치하지 않는다는 사실에 괴로워하다가 1929년 첫 번째 자살을 시도했다. 

1930년 도쿄제국대학 불문과에 입학했으나 구도 에이조의 끈질긴 권유에 못 이겨 좌익 운동에 가담하였고, 당시의 작품인 <지주 일대>와 <학생군>은 착취계급이나 국가 권력에 대하여 상당히 비판적인 입장을 취하고 있다. 그러나 1931년 구도 에이조가 검거된 이듬해에 자수한 이후로 비합법 운동에서 탈락하였다는 죄책감에 시달리게 된다. 이같은 좌익 운동에 깊이 관여한 그는 대학 수업에 거의 참석하지 않았고 결국 중퇴했다. 

재학 중에 유부녀였던 카페 여급과 함께 가마쿠라에서 투신자살을 시도했으나 여급만 죽고 다자이는 살아남았다. 그 사건으로 그는 지울 수 없는 인생의 짐을 짊어지게 된다. <역행>으로 제1회 아쿠타가와상 후보로 올랐고 1936년 처녀 창작집 <만년>을 발표했다. 1938년 이부세 마스지의 소개로 이시하라 미치코와 결혼하면서 일시적으로 약물 중독과 자살 충동을 극복해 밝고 유머러스한 분위기의 작품들을 발표했다. 

하지만 1948년 약물 중독과 폐병으로 인한 극도의 피로 속에서 「아사히신문」에 연재될 '굿바이'를 기고하고 6월 13일 야마자키 도미에와 다마가와에서 투신자살했다. 마지막 자살까지 다자이 오사무는 평생 네 번의 자살을 시도했다. 마지막 성공한 자살이 사실은 자살이 아니라 타살이라는 의혹이 강하게 제기되었지만 확실한 증거는 없다. 그의 사체는 그의 생일인 6월 19일에 발견되었다. 

주요 작품집으로 <만년>, <달려라 메로스>, <신햄릿>, <판도라의 상자>, <비용의 아내>, <사양>, <굿바이>, <인간실격> 등이 있다.