Родился в кишлаке Шекер Кировского района Киргизской ССР. Его отец Торекул Айтматов был видным государственным деятелем республики, но в 1937 году был арестован, через год расстрелян. Работать начал в 14 лет. Окончил сельскохозяйственный институт, три года работал зоотехником, в НИИ скотоводства. В 1952 году начал публиковать в периодической печати рассказы на киргизском языке. В 1958 году окончил Высшие литературные курсы в Москве. В том же году в журнале "Октябрь" был опубликован его рассказ "Лицом к лицу" в переводе с киргизского. Позже были напечатаны его рассказы в журнале "Новый мир", и увидела свет повесть "Джамиля", принесшая Айтматову мировую известность.

С 1988 по 1990 - главный редактор журнала "Иностранная литература". Герой Социалистического труда (1978), академик АН Киргизской ССР, лауреат Государственных премий 1968, 1977 и 1983 годов, Ленинской премии 1963 года. В 1990-1994 работал послом СССР и России в странах Бенилюкса. До марта 2008 года был послом Киргизии во Франции, Бельгии, Люксембурге и Нидерландах. В середине мая 2008 года был госпитализирован в клинике в Нюрнберге с диагнозом "почечная недостаточность". Скончался 10 июня 2008 года.

Самые известные книги Айтматова - "Белый пароход" (1970), "И дольше века длится день" ("Буранный полустанок"; 1981), "Плаха" (1986), "Когда падают горы (Вечная невеста)" (2006).