Roberto Bolaño va néixer a Santiago de Xile el 1953, però passà la seva infantesa a ciutats com Los Ángeles, Valparaíso, Quilpué, Viña del Mar i Cauquenes. Als tretze anys va anar a viure a Mèxic amb la seva família. Visqué la seva adolescència concentrat en la lectura, tancat durant hores en una biblioteca pública de Ciutat de Mèxic.

El 1973 tornà a Xile amb el propòsit de donar suport al procés de reformes socialistes de Salvador Allende. Després d'un llarg viatge en vaixell i fent autoestop a través de Sud-amèrica, va arribar a Xile pocs dies abans del cop d'estat protagonitzat per Augusto Pinochet, cosa que va fer que s'unís a la resistència contra la nova dictadura. Pocs dies després va ser detingut prop de Concepción i alliberat vuit dies després gràcies a l'ajuda d'un antic company d'estudis de Cauquenes que formava part dels policies que l'havien de vigilar.

Tornà de nou a Mèxic on, juntament amb el poeta Mario Santiago Papasquiaro (que serviria de model per Ulises Lima a la novel·la Los detectives salvajes) fundà el moviment poètic infrarrealista, que, sorgit a partir de reunions i tertúlies al Café La Habana del carrer Bucarelli, s'oposà radicalment als poders dominants a la poesia mexicana i a l'establishment literari mexicà. El moviment infrarrealista va tenir com a guies la ruptura amb la tradició oficial i establir-se com a vanguardia. Si bé es van agrupar sota el nom d'infrarrealistes uns quinze poetes, Roberto Bolaño i Mario Santiago Papasquiaro van ser-ne els exponents estílistacament més sòlids, en prosa i poesia respectivament. El moviment infrarrealista va buscar, per les seves pròpies característiques fundacionals i pel seu esperit contestatari, enemics i detractors que l'han mantingut marginat i sense cap tipus de reconeixement, encara que hagi influenciat decisivament una generació de creadors i cal dir també que no han explicitat aquesta influència. La popularitat assolida per Bolaño ha fet que aquesta marginalitat es vagi diluint lentament.

Després va emigrar a Catalunya, on ja vivia la seva mare. A Catalunya va guanyar-se la vida de moltes maneres – vigilant nocturn d'un càmping de Castelldefels, venedor a un magatzem de barri, etc – abans de poder-se dedicar exclusivament a la literatura. Roberto Bolaño va morir el dimarts 14 de juliol del 2003 a l'hospital Vall d'Hebrón de Barcelona, després de passar-se deu dies en coma com a conseqüència d'una insuficiència hepàtica. Deixà inconclusa la novel·la 2666, on portà fins a l'extrem la seva capacitat fabuladora, aquesta vegada al voltant d'un personatge que reprèn la figura de l'escriptor desaparegut, en aquest cas, Benno von Archimboldi.

L'any 1998 va guanyar el Premio Herralde de novel·la gràcies a la seva obra Los detectives salvajes, gràcies a la qual també obtingué el Premio Rómulo Gallegos el 1999. El 2004, un any després de la seva mort, obtingué el premi Salambó a la millor novel·la escrita en castellà, per 2666. El jurat del premi en va destacar el nivell i la diversitat dels cinc finalistes, tots ells "llibres nobles, respectables i molt notables" i es va referir a la novel·la guanyadora com "el resum d'una obra de molt de pes, on hi ha el millor de la narrativa de Roberto Bolaño". Una novel·la que "conté molta literatura, que suposa un gran risc i que porta a l'extrem el llenguatge literari del seu autor".

Bolaño es representa en algunes de les seves obres (com Los detectives salvajes, Amuleto, La literatura nazi en América, Estrella distante o 2666) com el seu alter ego, Arturo Belano. També apareix retratat a les novel·les Soldados de Salamina de Javier Cercas i a Mantra, de Rodrigo Fresán.