Né en 1948 à Villemomble d'un père originaire de la Martinique et d'une mère originaire du Morvan, il est le onzième d'une famille de treize enfants. Il fait des études de comptabilité, de gestion et de droit notamment à l'Université de ParisDauphine, puis devient professeur d'économie à Paris.
En 1992, grâce à Daniel Pennac, il publie son premier roman intitulé La Lumière des fous. Puis Nec en 1993.
Daniel Picouly obtient un grand succès en 1995 avec Le Champ de personne. Dans ce livre comme dans plusieurs autres, il raconte son enfance sous une forme romanesque.
Daniel Picouly joue son propre rôle en 2002 dans le film Imposture.
De mai 2005 à mai 2008, il est présentateur de l'émission culturelle Café Picouly sur France 5, conçue par l'écrivain debordien Stéphane Zagdanski. De septembre 2008 à juin 2009, il présente Café littéraire sur France 2, avant de revenir sur France 5 en septembre 2009 avec son Café Picouly, en version plus étoffée jusqu'en mai 2011. Dans le cadre du remaniement de la chaîne, l'émission s'arrête en 2011.
De la rentrée 2011 jusqu'en 2014, il présente Le Monde vu par... sur France Ô, émission d'entretiens avec des personnalités politiques, et en juillet 2012 La minute OFF. En ce moment il présente Page 19 sur la même chaîne depuis 2014.
Il est président du jury francophone pour le prix du roman d'amour du Prince Maurice, les années impaires.
Il se lance dans le seul en scène à la rentrée 2012 avec La faute d'orthographe est ma langue maternelle, au théâtre Tristan Bernard. Ce récit autobiographique, articulé sur ses souvenirs de cancre, lui permet de revenir sur la genèse paradoxale de sa carrière d'écrivain, tout en évoquant avec affection ses parents et ses deux plus jeunes sœurs.
En 2014, les éditions de l'Opportun choisissent Daniel Picouly comme parrain de la quatrième édition du concours des Timbrés de l'orthographe.
En 2015 il fut le directeur du Livre sur la Place pour la vingt-sixième édition à Nancy.