Figlio di due scienziati (il padre è agronomo, la madre biologa) nasce a Cuba dove i genitori dirigevano l'orto botanico di Santiago de las Casas, vicino a L'Avana.
Tornata in Italia la famiglia, a Sanremo, frequenta le scuole nella città ligure e, terminato il liceo si iscrive ad Agraria, ma interrompe l'Università per evitare l'arruolamento forzato e dopo l'8 settembre si unisce alle brigate partigiane nella Brigata Garibaldi.
Nel 1944 entra nel Pci e alla fine della guerra ne diventa militante attivo e Quadro.
Si iscrive e si laurea alla facoltà di lettere di Torino e nel frattempo inizia a collaborare a riviste (fondamentale il rapporto con il Politecnico di Vittorini) e quotidiani.
Entra a lavorare all'Einaudi e nel 1950 ne viene assunto definitivamente come redattore. Iniziano i questi anni le prime uscite dei suoi romanzi, tutti accolti con grande stima dalla critica internazionale.
Nel 1964 sposa all'Avana Esther Judith Singer e l'anno successivo nasce la figlia Giovanna.
L'anno successivo alla morte di Vittorini, cioè nel 1966, si trasferisce a Parigi con la famiglia.
Inizia poi a collaborare con il Corriere della Sera, quindi con La Repubblica su cui scriverà fino al 1984.
Nel 1978 muore la madre a 92 anni. Nel 1980 una raccolta dei suoi Saggi più importanti viene pubblicata con il titolo di Una Pietra Sopra e nello stesso anno si trasferisce a Roma.
Nel 1983 pubblica Palomar, una serie di racconti ricchi di “disillusa amarezza” e l’anno dopo presso Garzanti, pubblica Collezione di Sabbia.
Nel 1985 poiché invitato a tenere una serie di lezioni a Cambridge alla Haward University, prepara Lezioni Americane che verranno pubblicate postume nel 1988.
Colpito il 6 Settembre da ictus, muore a Castiglione di Pescaia nella notte fra il 18 e il 19.
Tra le sue opere principali troviamo Il visconte dimezzato, Il barone rampante, Il cavaliere inesistente, Le città invisibili, Se una notte d'inverno un viaggiatore.