Jean d'Ormesson est né le 16 juin 1925 à Paris. Il est le fils d'André d'Ormesson, ambassadeur de France et de Marie Henriette Isabelle Anisson du Perron. Sa famille appartient à la noblesse française et il porte le titre de comte d'Ormesson. La famille déménage au gré des affectations diplomatiques du père; il n'a que 8 mois lorsque celui-ci est envoyé à Munich. Après huit ans passés en Allemagne, le petit garçon découvre la Roumanie et le Brésil. Il suit des cours par correspondance. Durant la seconde guerre mondiale, de retour à Paris, il effectue une scolarité brillante; Hypokhâgne au Lycée Henri-IV avant d'intégrer l'Ecole Normale Supérieure. En 1949, il décroche l'agrégation de philosophie.
Au début des années 50, Jean d'Ormesson est nommé au poste de secrétaire général du Conseil international de la philosophie et des sciences humaines (CIPSH), organisation non gouvernementale créée en 1949 (en 1992, il en devient le Président). Le jeune homme n'a pas quitté la maison familiale et son père l'encourage à se diriger vers une carrière de haut fonctionnaire. Mais très vite, sa passion pour la littérature le rattrape et le jeune homme s'attèle à l'écriture de son premier roman. En 1956, L'amour est un plaisir est édité chez Julliard. Les ventes restent confidentielles, mais Jean d'Ormesson, alors âgé de 31 ans, a trouvé sa voie.
En 1957, un an après la publication de son premier roman, son père s'éteint. En 1971, il reçoit son premier prix littéraire, le Grand prix du roman de l'Académie française avec La gloire de l'empire. Son érudition et sa plume le conduisent tout droit à l'Académie française. Il est élu en octobre 1973, et à 48 ans, il devient alors le plus jeune académicien. Il insuffle un vent de nouveauté, et en 1980 il réussi à faire entrer une femme à l'Académie française, Marguerite Yourcenar. Dans sa longue bibliographie, les récits autobiographiques tiennent une place importante (Du côté de chez Jean en 1959, C'était bien en 2003, Qu'ai-je donc fait en 2008). Auteur prolifique, il publie Un jour je m'en irai, sans en avoir tout dit (2013) et Comme un chant d'espérance (2014).
Jean d'Ormesson s'illustre également dans la presse, d'abord rédacteur en chef de la revue publiée par le CIPSH, Diogène, il est nommé directeur général du journal Le Figaro en 1974. Il occupe ce poste jusqu'en 1977, puis collabore régulièrement au Figaro Magazine, supplément hebdomadaire du journal, ainsi qu'à la rubrique Débats et opinions du journal.
En 2012, il se prête au jeu de la comédie et incarne François Mitterrand, président de la République fin gourmet face à Catherine Frot, dans Les Saveurs du palais de Christian Vincent.
En 2014, il reçoit la Grand-croix de la Légion d'honneur.
Consécration ultime pour l'écrivain, en 2015, il est édité dans la prestigieuse collection La Pléiade des éditions Gallimard. Un coffret qui regroupe quatre ouvrages majeurs; Au revoir et merci (1966), La gloire de l'Empire (1971), Au plaisir de Dieu (1974) et Histoire du Juif errant (1990), est publié.
Côté vie privée, Jean d'Ormesson est marié à Françoise Béghin, fille de Ferdinand Béghin, patron de presse et fondateur de l'entreprise Béghin-Say, depuis le 2 avril 1962. Le couple a une fille, Héloïse, née en 1962, aujourd'hui éditrice. Il est grand-père d'une petite-fille, Marie-Sarah (née en 1999). En 2013, Jean d'Ormesson évoque son cancer de la vessie. En avril 2015, il est hospitalisé suite à un malaise.
Le 5 décembre 2017, Jean d'Ormesson décède à l'âge de 92 ans, à son domicile de Neuilly-sur-Seine.