Narodil se v Brně-Židenicích (Balbínova ul. 47, pamětní deska) svobodné matce Marii Kyliánové a důstojníkovi rakouské armády Bohumilu Blechovi, který se ovšem k otcovství nehlásil, proto byl pokřtěn Bohumil František . Do tří let žil u prarodičů v Brně . Matka pracovala jako pomocná účetní v městském pivovaru v Polné , kde se seznámila se svým budoucím manželem, hlavním účetním Františkem Hrabalem (předobraz literární postavy Francina ), za kterého se provdala v děkanském chrámu v Polné dne 7. února 1916. 26. prosince téhož roku dal František Hrabal písemný souhlas s tím, aby syn jeho ženy, Bohumil, mohl užívat jeho jméno. 25. září se narodil Hrabalův nevlastní bratr, Břetislav Josef. Oba rodiče se aktivně věnovali divadlu, kde se objevil i malý Bohumil, když 16. května 1918 hrál v Jiráskově Vojnarce . V srpnu 1919 se čtyřčlenná rodina přestěhovala do Nymburka .
Po maturitě na reálce , kterou s obtížemi dokončil, neboť několikrát propadl, studoval Hrabal na právnické fakultě Univerzity Karlovy v Praze , navštěvoval však rovněž přednášky z dějin literatury, umění a filosofie. Vinou uzavření vysokých škol v období okupace mohl svá studia dokončit až v roce 1946. Během války pracoval jako železniční dělník a výpravčí v Kostomlatech , což se odrazilo i v jeho literární tvorbě. Vystřídal i profese jako pojišťovací agent, obchodní cestující, od roku 1949 brigádník v kladenských ocelárnách a po těžkém úrazu pracoval v libeňských sběrných surovinách jako balič starého papíru. Později pracoval jako kulisák. Nemalou část svého života (1950–1973) prožil v pražské Libni – v ulici Na Hrázi 326/24. Dům byl zbourán, malířka Svatošová v těchto místech (u východu ze stanice metra Palmovka) ovšem vyzdobila stěnu na hrabalovské téma. V roce 1965 si manželé Hrabalovi koupili v Kersku u Nymburka na parcele č. 0274 chatu.
Spisovatelem z povolání se stal teprve v roce 1963. V roce 1965 se stal členem Svazu československých spisovatelů a redakční rady Literárních novin . Po roce 1970 nesměl několik let oficiálně publikovat, psal tedy do samizdatových a exilových periodik. V roce 1973 se přestěhoval ze staré Libně do družstevního bytu v panelovém domě v Kobylisích na sídlišti Sokolniky (Koštálkova, též Jodasova, 1105). Roku 1975 uveřejnil v časopise Tvorba krátké sebekritické prohlášení, na jehož základě mu bylo částečně a pod dohledem cenzury opět umožněno publikovat. Řada jeho děl vycházela v nakladatelství Pražská imaginace, vydávajícím Hrabala samizdatem od roku 1985. Totéž nakladatelství vydalo pod editorským dohledem Václava Kadlece v letech 1991–1997 Sebrané spisy Bohumila Hrabala v 19 svazcích.
V roce 1956 se Hrabal oženil s Eliškou Plevovou (říkal jí Pipsi) na zámečku v Praze – Libni.
Hrabal se znal s Jiřím Kolářem , obdivoval svérázného a předčasně zesnulého malíře, grafika a průmyslového výtvarníka Vladimíra Boudníka a přátelil se s filosofem Egonem Bondym . Hrabalovy knihy byly mnohokráte úspěšně zfilmovány a obdržel také spoustu nakladatelských cen. Spolu s Ludvíkem Vaculíkem , Karlem Peckou , Janem Kameníčkem , Libuší Moníkovou a dalšími tvůrci je Hrabal – především pro svou Příliš hlučnu samotu – považován za v dílčí míře pokračovatele Franze Kafky .
Často navštěvoval hospodu U Zlatého tygra (Husova ul.), kde se v roce 1994 setkal s Václavem Havlem a americkým prezidentem Billem Clintonem .
Hrabal zemřel v roce 1997 v Praze po pádu z okna v pátém patře Ortopedické kliniky nemocnice na Bulovce , ve které se léčil.
Byl pohřben v rodinném hrobě na hřbitově v Hradištku . Ve stejném hrobě byli pohřbeni také jeho matka „Maryška“, nevlastní otec „Francin“, strýc „Pepin“, žena „Pipsi“ a bratr „Slávek“. Byl uložen v těžké dubové rakvi s nápisem PIVOVAR POLNÁ, jak si přál.