一九五八年出生於大阪市生野區，在大阪府立大學工學部電氣工程系畢業後就職於日本電裝，任工程師。一九八五年，校園推理小說《放學後》獲得第三十一屆江戶川亂步獎。一九九九年，《秘密》獲第五十二屆日本推理作家協會獎。同年，《白夜行》獲「週刊文春推理小說」榜單年度第一名。二零零六年，以《嫌疑人X的獻身》榮獲第一百三十四屆直木賞和本格推理大獎。二零零九年五月，任日本推理作家協會理事長。二零一二年，以《解憂雜貨店》榮獲第七屆中央公論文藝獎。一生共創作了多達一百零六部作品，僅日本銷量就突破一億部。作品同時被四十個國家地區翻譯出版，其中二零一七年由《嫌疑人X的獻身》改編的同名電影在中國上映，這是東野圭吾作品首次改編中國版本；《解憂雜貨店》改編的同名電影也於同年在華上映。二零二六年七月二十三日因大腸癌逝世，享壽六十八歲。