Erik Orsenna est l'aîné d'une fratrie de trois enfants nés dans une famille de la moyenne bourgeoisie dont les deux parents (un père avec des origines cubaines et une mère issue d'une famille de paysans luxembourgeois devenus banquiers saumurois) ne s'entendent pas. Il adhère au PSU à 17 ans, entre en hypokhâgne au lycée La Bruyère à Versailles.
Après des études de philosophie, de sciences politiques à l'Institut d'études politiques de Paris, et surtout d'économie, il devient chercheur et enseignant, dans le domaine de la finance internationale et de l'économie du développement (université de Rouen, université de Paris I, École normale supérieure, London School of Economics).
Il devient conseiller au ministère de la Coopération, en 1981 auprès de Jean-Pierre Cot, s'occupant des matières premières et des négociations multilatérales
Il est plume de François Mitterrand, dont il a été conseiller culturel de 1983 à 1984, avant d'être nommé maître des requêtes au Conseil d'État en décembre 1985, puis conseiller d'État en juillet 2000 (il est actuellement en disponibilité de cette institution). Il est membre du Haut Conseil de la francophonie. De 1995 à 2001, il est président de l'École nationale supérieure du paysage (ENSP). En 2002, il est membre du conseil de surveillance du groupe Canal+, et il est actuellement membre du conseil de surveillance de Telfrance (depuis décembre 2004). Depuis octobre 2007, il est membre du conseil d'administration de l'École normale supérieure, désigné pour ses qualités, sur proposition du ministre des Affaires étrangères et européennes.
Il a reçu le prix Goncourt en 1988 pour L'Exposition coloniale. En 1991, il devient président de la Corderie royale - Centre international de la mer, l'année suivante il est le président fondateur de l'association Hermione-La Fayette. Il est élu membre de l'Académie française au {{17e}} fauteuil le {{date}}, le même jour que Georges Vedel. La même année, il cofonde Cytale, entreprise ayant commercialisé la première liseuse électronique en France. Erik Orsenna est vice-président du conseil d’administration de la fondation FARM (Fondation pour l'agriculture et la ruralité dans le monde).
Il est, depuis 2009, président du prix Orange du Livre et fait partie depuis mai 2014, du conseil d'administration de l'association Orchestre à l'école.
En 2010-2011, il est le parrain de la promotion de l'école des mousses « Quartier maitre Jules Saffray ».
En 2015, il apparaît dans les spots de publicité de l'association humanitaire Unicef pour encourager les legs et les dons pour que les enfants du monde puisse avoir accès à l'éducation.