Né en 1914 d’un père diplomate argentin à Bruxelles, sa famille passe la guerre en Suisse avant de rejoindre l’Espagne. Puis en 1918, la famille retourne en Argentine.
Julio Cortázar passe le reste de son enfance à Buenos Aires, dans le quartier de Banfield, en compagnie de sa mère et de sa sœur cadette mais reçut l’éducation de sa grand-mère, d’origine juive, qui a eu une influence certaine sur ses différents signes d’identité. En effet, le père « un jour est parti acheter des cigarettes, n’est plus jamais revenu ».
L’enfant, fréquemment malade, lit des livres choisis par sa mère, dont les romans de Jules Verne.

Après des études de lettres et philosophie, restées inachevées, à l’université de Buenos Aires, il enseigne dans différents établissements secondaires de province. En 1932, grâce à la lecture d’Opium de Jean Cocteau, il découvre le surréalisme.

En 1944, il devient professeur de littérature française à l’Université nationale de Cuyo, dans la province de Mendoza.
En 1951, opposé au gouvernement de Perón, il émigre en France où il vivra jusqu’à sa mort. Il travaille alors pour l’UNESCO en tant que traducteur. Il traduit en espagnol Defoe, Yourcenar, Poe. Alfred Jarry et Lautréamont sont d’autres influences décisives. Militant et passionné par la Révolution, il s’engage de façon plus éthique que politique dans de nombreux combats, que ce soit pour défendre Cuba, plus tard le Nicaragua ou le Tribunal Russell.
Il acquiert la nationalité française en 1981, comme acte de protestation contre la dictature militaire argentine de l’époque.
Mort le 12 février 1984 à Paris, d’une leucémie, il est enterré au cimetière du Montparnasse.

L’œuvre prolifique et virtuose de Julio Cortázar se caractérise par la récurrence du fantastique, de l’absurde et du surréalisme. Si son œuvre a souvent été comparée à celle de son compatriote Jorge Luis Borges, elle s’en distingue toutefois par une approche plus ludique et moins érudite de la littérature.

Julio Cortazar prononçait les « r », à la française, lorsqu’il parlait espagnol argentin, par volonté et parce que Buenos Aires fut la première inspiratrice de son œuvre.

Avec Marelle (1963), Cortázar a par ailleurs écrit l’un des romans les plus commentés de la langue espagnole : un roman-puzzle d’un étrange couple romantique, Horacio et Sybille, qui arpente le Paris d’avant 1968.
Il refusera d’entrer à l’Oulipo à cause du manque d’engagement politique du groupe.

Le cinéma rendit bien à Cortázar l’amour qu’il semblait lui vouer puisqu’un des plus grands films d’Antonioni, Blow-up (1966) est l’adaptation d’une de ses nouvelles intitulée Le fils de la Vierge dans les Armes secrètes.