1940’da İstanbul’da doğdu. Notre Dame de Sion Fransız kız lisesini bitirdi. Bu okulun son sınıfındayken yazdığı bir gençlik romanı Hürriyet gazetesinde, “Türk Françoise Sagan’ı” tanıtımlarıyla 1958 yılında yayınlandı. 1961’de Allah Çocukları Unuttu, 1964’te Savaş Çağı Umut Çağı romanları basıldı.
1960’da girdiği İstanbul Üniversitesi Sosyoloji Bölümü’nü 1964 yılında bitirdi, aynı yıl sosyoloji bölümüne asistan olarak girdi ve Türkiye’de İşçi Sınıfının Doğuşu konulu doktora tezine başladı. Toplumsal hareketliliğin yükseldiği, Türkiye’nin sosyalist düşünce ve örgütlenmeyle tanıştığı 1960’larda, edebiyatı tümüyle bırakıp toplumsal-siyasal yapı araştırmalarına yöneldi ve sosyalist hareket içinde aktif olarak yer aldı.
12 Mart 1971 askeri darbesi sırasında Türkiye Öğretmenler Sendikası ve Türkiye İşçi Partisi üyesi olduğu için tutuklandı, üniversiteden çıkarıldı. Serbest kaldıktan sonra 1980’e kadar Yeni Ortam ve Politika gazetelerinde köşe yazarlığı yaptı. 12 Eylül 1980 askeri darbesi sırasında Türkiye’den çıkmak zorunda kaldı. 1992 yılına kadar Almanya’da Frankfurt’ta sürgünde yaşadı. Bu yıllarda Avrupa’nın çeşitli ülkelerinde, Sovyetler Birliği’nde, Moskova’da bulundu. Berlin duvarının ve sosyalist sistemin çöküşünü içinde yaşayarak izledi. Daha sonra “Hepimiz o duvarın altında kaldık” diyecekti ve hikâyeci Sait Faik’in “Yazmasam çıldıracaktım” deyişini sık sık tekrarlayacaktı.
Edebiyata dönüşü, 1990’ların başında, bu çöküşün psikolojik ağırlığıyla baş edebilmek için yazmaya başladığı hikâyelerle oldu. Sürgün ve çöküş dönemi hikâyelerini topladığı Elveda Alyoşa kitabı, 1991’de Türkiye’de yayınlandı ve Sait Faik Hikâye Armağanı’nı kazandı. 1993’te Kedi Mektupları romanıyla Yunus Nadi Roman Ödülü’nü aldı. 1998’de Hiçbiryer’e Dönüş, 2000’de Sıcak Külleri Kaldı romanları yayımlandı. Bu romanla Orhan Kemal Roman Armağanı’nı, 2004’te basılan Erguvan Kapısı ile de Cevdet Kudret Edebiyat Ödülü’nü aldı. Son romanı Kayıp Söz 2008’de yayımlandı ve aynı yıl Almanca’ya çevrildi.
Oya Baydar halen zaman zaman İstanbul’da ve Marmara Adası’nda yaşıyor.