Родился 9 мая 1924 в Москве в семье партийных работников (отец - грузин, мать - армянка). В 1934 переехал вместе с родителями в Нижний Тагил. Там отец был избран первым секретарем городского комитета партии, а мать секретарем райкома.
В 1937 родители арестованы: отец расстрелян, мать сослана в карагандинский лагерь. Окуджава возвратился в Москву, где вместе с братом воспитывался у бабушки. В 1940 переехал к родственникам в Тбилиси.
В школьные годы с 14-летнего возраста был статистом и рабочим сцены в театре, работал слесарем, в начале Великой Отечественной войны - токарем на оборонном заводе. В 1942 после окончания девятого класса средней школы в Тбилиси добровольцем ушел на войну.
Служил в запасном минометном дивизионе, затем после двух месяцев обучения был отправлен на Северо-Кавказский фронт. Был минометчиком, потом радистом тяжелой артиллерии. Был ранен под г. Моздок. В 1945 Окуджава демобилизовался и вернулся в Тбилиси.
Окончил экстерном среднюю школу и поступил на филологический факультет Тбилисского университета, где учился с 1945 по 1950. После окончания университета, с 1950 по 1955 по распределению работал учителем в деревне Шамордино и районном центре Высокиничи Калужской области, затем - в одной из средних школ г. Калуги. Там же, в Калуге, был корреспондентом и литературным сотрудником областных газет "Знамя" и "Молодой ленинец".
В 1955 были реабилитированы родители. В 1956 Окуджава возвратился в Москву. Участвовал в работе литературного объединения "Магистраль". Работал редактором в издательстве "Молодая гвардия", затем - заведующим отделом поэзии в "Литературной газете". В 1961 ушел со службы и целиком посвятил себя свободному творческому труду.
Стихи начал писать еще в детстве. Впервые стихотворение Окуджавы было опубликовано в 1945 в газете Закавказского военного округа "Боец РККА" (позднее "Ленинское знамя"), где в течение 1946 печатались и другие его стихи.
В 1953-1955 стихи Окуджавы регулярно появлялись на страницах калужских газет. В Калуге же в 1956 был издан и первый сборник его стихов "Лирика". В 1959 в Москве вышел второй поэтический сборник Окуджавы - "Острова". В последующие годы стихи Окуджавы печатаются во многих периодических изданиях и сборниках, книги его стихов издаются в Москве и других городах.
Окуджаве принадлежит более 800 стихотворений. Многие стихи у него рождались вместе с музыкой, песен насчитывается около 200. Впервые пробует себя в жанре песни во время войны.
В 1946 будучи студентом Тбилисского университета он создал "Студенческую песню" ("Неистов и упрям, гори, огонь, гори..."). С 1956 Окуджава одним из первых начинает выступать как автор стихов, музыки и исполнитель песен.
Песни Окуджавы обратили на себя внимание. Появились магнитофонные записи его выступлений, принесшие Окуджаве широкую популярность. Записи песен Окуджавы разошлись по стране тысячами экземпляров. Его песни звучали в кинофильмах и спектаклях, в концертных программах, в теле- и радиопередачах. Первый профессионально записанный диск вышел в Париже в 1968, несмотря на сопротивление советских властей. Заметно позже вышли диски в СССР.
В настоящее время в Государственном литературном музее в Москве создан фонд магнитофонных записей Окуджавы, насчитывающий свыше 280 единиц хранения.
На стихи Окуджавы пишут музыку профессиональные композиторы. Пример удачи - песня В.Левашова на стихи Окуджавы "Бери шинель, пошли домой". Но самым плодотворным оказалось содружество Окуджавы с Исааком Шварцем ("Капли Датского короля", "Ваше благородие", "Песня кавалергарда", "Дорожная песня", песни к телефильму "Соломенная шляпка" и другие).
Жил в Москве. Жена - Ольга Владимировна Арцимович, физик по образованию. Сын - Булат (Антон) Булатович Окуджава, музыкант, композитор.
Булат Окуджава перенес операцию на сердце в США. Скончался 12 июня 1997 после краткой тяжелой болезни в Париже. Похоронен на Ваганьковском кладбище в Москве.
