Demir Özlü, 9 Eylül 1935 tarihinde İstanbul'un Vefa semtinde doğdu. Öykü ve roman yazarı Tezel Özlü'nün ağabeyidir. Ödemiş İstiklâl İlkokulu, Ödemiş Ortaokulu, İstanbul Kabataş Lisesi'nde (1953) okudu. İlk şiiri Kabataş Lisesi öğrencilerinin çıkardığı Dönüm Dergisi ve daha sonra Türk Dili dergisinde yayınlandı.
İstanbul Üniversitesi Hukuk Fakültesi'ni bitirdi (1959), avukatlık yaptı. 1961-62 ders yılında Paris'te, Sorbonne Üniversitesi'nde felsefe okudu. 1950'li yıllarda, yazar arkadaşlarıyla Mavi ve a dergisi adlı genç edebiyat dergilerini çıkardı. Edebiyat araştırmacılarının Bunalım Edebiyatı adını verdikleri yazın akımının öncülerinden biri oldu.
"Hikâyelerinin yapısını varoluşçu ve gerçeküstücü öğelerle oluşturdu, entelektüel ve esrarlı havasıyla yalın gerçekçilerin karşıtı bir yazar oldu." (Behçet Necatigil)
1979 yılında Stockholm'a gitti. On yıl Türkiye'ye dönmedi. 1989 yılından bu yana Türkiye ile İsveç arasında yaşamakta. Yurtdışında olduğu yıllarda, başta Berlin olmak üzere, birçok Avrupa kentinde yaşadı.
Türkiye'ye döndüğünde 4 yıl asistanlık yaptığı İstanbul Üniversitesi Hukuk Fakültesi Hukuk Felsefesi ve Metodoloji Kürsüsü'ndeki görevine siyasal eylemleri nedeniyle son verildi. Mesleği olan avukatlığa döndü.
12 Mart döneminde bir süre tutuklu kaldı. Daha sonra İsveç'e döndü ve orada yazdığı bir yazı nedeniyle kovuşturmaya uğradı. 1986'da yurda dön çağrısına uymadığı için vatandaşlıktan çıkarıldı.
İsveç Yazarlar Birliği ve İsveç Pen Kulübü üyesi olan Özlü, 1989'da Türkiye'ye döndü.
Ödülleri:
1963 TDK Öykü Ödülü (Soluma ile)
1988 Sait Faik Hikaye Armağanı (Stockholm Öyküleri ile)
1990 Orhan Kemal Romal Armağanı (Bir Yaz Mevsimi Romansı ile)
1996 Dünya Kitap Dergisi Yılın Kitabı Ödülü (İthaka'ya Yolculuk ile)
1998 Yunus Nadi Roman Ödülü (İthaka'ya Yolculuk ile)
2004 Sedat Simavi Edebiyat Ödülü (Amerika 1954 ile)
Yapıtları:
Bunaltı (Öykü,1958)
Soluma (Öykü,1963)
Boğuntulu Sokaklar (Öykü,1966)
Bir Uzun Sonbahar (Roman,1976)
Bir Küçükburjuvanın Gençlik Yılları (Roman,1979)
Aşk ve Poster (Öykü,1980)
Bir Beyoğlu Düşü (Anlatı,1985)
Berlin'de Sanrı (Anlatı,1985)
Stockholm Öyküleri (Öykü,1988))
Bir Yaz Mevsimi Romansı (Roman,1990)
Sürgünde 10 Yıl (Anı,1990)
Berlin Güncesi (Günce,1991)
Ne Mutlu Ulysses Gibi (Gezi,1991)
Siyasi Yazılar (Deneme,1993)
İstanbul Büyüsü (Öykü,1994)
Tatlı Bir Eylül (Roman,1995)
İthaka'ya Yolculuk (Roman,1996)
Borges'in Kaplanları (Eleştiri-Deneme,1997)
Balkur'da Akşam Yemeği (Düzyazı Şiirler ve Bir Öykü,1997)
Paris Güncesi (Günce,1999)
Geçen Yaz Kentte Kızlar (Öykü,2001)
Şapka,Deniz Kıyısı ve Yüz (Öykü,2003)
Kentler, Kadınlar Yazarlar (Eleştiri-Deneme,2003)
Samuel Beckett'in Terzisi (Eleştiri-Deneme,2003)
Amerika 1954 (Roman,2004)
Dalgalar (Roman,2006)
