Родился в семье архитектора. Окончил Ленинградский горный ин-т (1962), работал буровым мастером в геологических экспедициях. Начал писать в 1956 г., в 1960 г. в альманахе «Молодой Ленинград» были опубл. первые рассказы «Бабушкина пиала», «Иностранный язык», «Фиг». Первый сборник рассказов писателя – «Большой шар» (1963); за ним последовали сборник «Дачная местность» (1967) и «Аптекарский остров» (1968). После участия в издании бесцензурного альманаха «Метрополь» (1979) Битова не печатали в СССР до 1985 г. В эти годы его произведения публ. в Европе и в США. В 1978 г. за границей вышел роман «Пушкинский дом» (закончен в 1971, в СССР опубл. в 1987 в журнале «Новый мир»), который принёс автору мировую славу. Роман рассказывает о жизни молодого филолога Льва Одоевцева, его взаимоотношениях с реальностью, о развитии человеческой личности. Частью действительности в романе предстаёт рус. литература. Главная тема произведений Битова – человек и время, судьба рус. интеллигенции, внутренний духовный мир человека, его герои испытываются «на прочность», проходят проверку на общечеловеческие ценности, на соответствие нормам морали и нравственной человеческой культуры. Они много рефлексируют, способны к самоанализу, чутки к фальши, но не всегда способны противостоять житейским мелочам, разобраться в реальности. Романы «Пушкинский дом», «Улетающий Монахов» (написан в 1960-е, полностью опубл. на рус. языке в 1990) стали явлением в современной литературе. Битов известен и как автор сценариев к фильмам, а также эссе и путешествий: в 1960—80-е гг. он пишет семь произведений, посвящённых реальным путешествиям автора или его лирического героя в Грузию, Абхазию, Башкирию, Среднюю Азию. «Книга путешествий» вышла в 1986 г.