1968年、神奈川県相模原市にてドイツ文学者の父・小澤俊夫と、心理学者の母・小沢牧子の次男として生まれ、父親の仕事の都合ですぐにドイツへと引っ越す。小さい頃から音楽や文学に熱中し、特に当時放送されていた歌番組『ザ・ベストテン』は下位20位までチェックする熱の入れようだった。兄が通っていたという理由により、私立和光中学校へ進学し、小山田圭吾と出会う。系列の和光高等学校には行かず、神奈川県立多摩高等学校を受験して進学。部活動ではバンドを組んでいた。当時家庭でのしつけが厳しく小遣いをもらえなかったが、通っていた予備校では好成績を収めると小遣いのようなものが出たこともあって、勉強は頑張った。現役合格した早稲田大学には興味がなく入学せず、一浪して東京大学文科III類に入学。大学在学中からアマチュアバンド「ロリポップ・ソニック」で活動。1989年、プロデビューを果たすと同時に「フリッパーズ・ギター」と改名した。アマチュア時代から5人編成だったが、デビューしてすぐに小沢と小山田の2人編成となる。オリジナルアルバム3枚といくつかの再編集盤を残して1991年に解散。フリッパーズ・ギター解散後、ソロで音楽活動を開始し、1993年7月21日にシングル「天気読み」でデビュー。9月29日にアルバム『犬は吠えるがキャラバンは進む』をリリース。1994年3月9日にヒップホップ・グループのスチャダラパーと共演したシングル「今夜はブギー・バック」をリリースし、50万枚を超えるヒットとなる。同年8月31日]に2ndアルバム『LIFE』をリリース。この作品はソウルのアレンジ・多くの引用からなるが大ヒットとなった。これと前後し、メディアでの軽快かつ知的で余裕のある振る舞いやファッションが支持され、「渋谷系の王子様」と称されるまでの人気を博すようになる。1995年と1996年には連続して『NHK紅白歌合戦』にも出場。1996年、ジャズテイストのアルバム『球体の奏でる音楽』をリリース。渋谷毅がピアノ、川端民生がウッドベースを担当している。1998年、シングル「春にして君を想う」をリリース後しばらく活動を休止。2002年、ニューヨークの今の音として全てNY録音によるアルバム『Eclectic』をリリース。この前にモータウンと契約し、1999年にマーヴィン・ゲイの生誕60周年を記念したトリビュート・アルバム『Marvin is 60』の日本盤に「Got To Give It Up」の日本語詞カヴァーで参加する。2006年3月8日、『Eclectic』以来約4年ぶりとなるオリジナル・アルバムとして、全曲ボーカルレスの『Ecology of Everyday Life 毎日の環境学』をリリース。エレクトロニカ、クラブ・ジャズ、ラウンジ・ミュージック、インストゥルメンタルR&B、アンビエントといったジャンルに分類される作風。参加ミュージシャンは、Vincent Chancey、Marty Ehrich、Erik Friedlander、Arron Heick、Steve Kahn、Steve Nelson、Adam Rogers、Benjamin Love、Kenny Seymourなどのジャズミュージシャンのほか、Mike Hampton(ファンカデリック)等のメンバーが名を連ねる。1998年2月8日放送の番組『知ってるつもり?!』（淡谷のり子特集）にコメンテーターとして出演して以降、2014年まで16年間テレビ出演がなかった。一度は再開したかに見えたミュージシャンとしての活動も事実上引退状態となり、アメリカを生活の拠点に南米などで環境問題に基づくフィールドワークを行っていた。実際、たとえば父・小澤俊夫の責任編集による季刊誌『子どもと昔話』で小説『うさぎ!』を執筆しているが、その内容は現代の資本主義末期の欺瞞に満ちた社会を風刺するもので、子どもたちが主人公となっている。ベネズエラのウゴ・チャベス大統領やプラスチックの再利用など、重いテーマが選ばれている。25号（2005年10月発売）から連載を開始し、1話目のみ公式サイトで公開されていたが、2007年に同サイトが閉鎖された。2007年には『「おばさんたちが案内する未来の世界」を見る集い』を日本各地で開催しているが、小沢の意向によりネット上ではほとんど情報が明らかにされていない。また、2008年の時点でEMIミュージック・ジャパンとの契約は解消されていると報道されたが、実際には契約は継続しており、2017年の活動再開後に発売された作品は、同社を買収したユニバーサル ミュージック合同会社から発売されている。2010年5月から13年ぶりのコンサートツアー『ひふみよ』を行うことを発表。また、自身のツアー直前に行われたスチャダラパー20周年記念ライブにゲスト出演しファンを驚かせた。7月6日にはオフィシャルサイトにて「シッカショ節」のライブ音源のダウンロード販売がスタートした。この曲は楽曲をダウンロード後、リスナーが自由に購入金額を設定し、指定の銀行口座に振り込むという“投げ銭式”が採用されている。2011年11月29日にはUstreamの番組に登場しコンサート活動を発表、2012年3月から4月にかけて東京オペラシティを会場に『「東京の街が奏でる」』を全12回行った。2014年3月20日には『森田一義アワー 笑っていいとも!』に「テレフォンショッキング」ゲストとして16年ぶりにテレビ出演し、「ぼくらが旅に出る理由」「さよならなんて云えないよ」「それはちょっと」「ドアをノックするのは誰だ?」の4曲をギターで弾き語り演奏した。2015年3月29日には、東京都世田谷文学館「岡崎京子展 『戦場のガールズ・ライフ』」（最終日）にて、当展示の延長表現としてライブを行った。演奏10曲と朗読2本（計約70分間）。岡崎の家族・知人・関係者と、当日館内アナウンスで集まった聴衆の約400人が立ち会った。一般向けの事前予告の無いサプライズ演出。ライブの様子を録画した映像は岡崎京子へ届けられたという。2016年1月19日午後に全国の街角・飲食店・書店などで「魔法的」と翌日20日15時の日時と場所を記した謎のポスターが掲示された。翌20日、ポスターで指定されていた東京・渋谷CLUB QUATTROのイベントに小沢本人が登壇し、全国ツアー『魔法的 Gターr ベasス Dラms キーeyズ』（14公演）の開催を発表。続いて朗読3本を行った。合計約50分。また、新曲名が「飛行する君と僕のために」であることやツアーグッズの発表と販売も行われた。同年2月1日、「魔法的ツアー」のチケット第1次先行受付を開始した。『笑っていいとも!』出演から3年後の2017年2月22日には「春にして君を思う」以来19年ぶり、21世紀になってからは初めてとなる新曲「流動体について」を発売した。そして2月24日には『ミュージックステーション』（テレビ朝日）に20年ぶりに出演し「ぼくらが旅に出る理由」と「流動体について」を披露し本格的に音楽活動を再開した。9月6日にSEKAI NO OWARIとのコラボレーション楽曲である「フクロウの声が聞こえる」を発売した。2018年2月14日にシングル「アルペジオ (きっと魔法のトンネルの先)」を発売し、コンサートツアー「春の空気に虹をかけ」を開催。メンバーとして満島ひかりが参加した。2019年4月4日に「強い気持ち・強い愛」の7分におよぶロングミックスバージョン「強い気持ち・強い愛 (1995 DAT Mix)」を配信限定で発売。同日には歌入りのアルバムとしては『Eclectic』以来17年ぶりとなるオリジナル・アルバムをリリースすることが示唆された動画を所属しているユニバーサルミュージックジャパンの公式YouTubeチャンネル上で公開。翌4月5日には正式発表され、チャット企画を開催することを発表。そのチャット企画内でオフィシャルのTwitterを開設したことを発表した。10月10日、アルバム『so kakkoii 宇宙』が11月13日に発売されることが発表され、翌10月11日にアルバム発売に先駆けて「彗星」がリリースされた。