ブエナビスタ市のランドマークおよび歴史史跡には、1890年建設のブエナビスタ・ホテル（現在はサザン・バージニア大学のメインホール）、当初のブエナビスタ庁舎（現在はA・B・モーダイン記念図書館）、広東中華料理店、グレン・モーリー公園があり、特に2階建ての木造パビリオンは360度の展望を楽しめる。
山梨県南都留郡谷村町（現在の都留市下谷）に図案の技師として、県立工業試験場に勤めていた父・参郎､母・とみの長男として生まれる。檀家は本籍地が福岡県山門郡沖端村（柳川市）で、柳川藩の普請方を務めた家柄であった。父の参郎は山梨県立工業学校の図画教員で、繊維工業試験場の嘱託も兼ねていた。1914年（大正3年）、父が退職したため福岡へ戻る。翌1915年（大正4年）、参郎の画業修行のため上京して谷中に住むが、生活が困窮し翌年には再び帰郷し、母とみの実家である久留米に住む。栃木県足利の尋常高等小学校に通うが、1924年（大正13年）には両親が離婚する。この年には栃木県立足利中学校へ進学。1928年（昭和3年）には福岡高等学校文科乙類へ入学。この頃には同人誌を製作して小説や詩を発表しており、社会主義読書会へも参加して停学処分を受けた。1932年（昭和7年）、東京帝国大学経済学部に入学。1933年（昭和8年）、同人誌『新人』を創刊し、処女作「此家の性格」を発表、瀧井孝作や林房雄らの賞賛を受け、尾崎一雄を紹介される。同年、太宰治、井伏鱒二の知遇を得、師と仰いだ佐藤春夫とも知る。この年には11年ぶりに母とみと再会している。1934年（昭和9年）、古谷綱武と同人誌『鷭』を創刊するが二号で廃刊。太宰治、中原中也、森敦らと『青い花』を創刊、翌年、日本浪曼派に合流する。1936年（昭和11年）、「夕張胡亭塾景観」が第2回芥川賞候補となる。『文藝春秋』に出世作「花筐」を発表。1937年（昭和12年）、日中戦争の勃発により召集を受け久留米独立山砲兵第3連隊に入隊、大陸へ出征。1940年（昭和15年）に軍務終了なるも帰国せず、そのまま満州を旅する。1941年（昭和16年）、母の勧めで福岡の開業医の娘・高橋律子と婚約し、翌年に結婚。1943年（昭和18年）に長男太郎が誕生する。1944年（昭和19年）には陸軍報道班員として再び大陸へ渡る。この間、律子は腸結核に罹患。翌年に帰国した一雄は献身的な看病を行ったが、律子は1946年（昭和21年）に死去。同年、児童文学者与田準一の紹介で福岡県瀬高町の酒造家の娘山田ヨソ子と再婚し、上京後は石神井に居を構える。1948年（昭和23年）に太宰が自殺した後は坂口安吾とも交流をもつ。1950年（昭和25年）、先妻である律子を描いた連作「リツ子・その愛」、「リツ子・その死」にて文壇に復帰。1951年（昭和26年）「長恨歌」「真説石川五右衛門」の2作にて直木賞を受賞。檀は舞台女優入江杏子と愛人関係にあった。入江は石神井の自宅にしばしば出入りしていたが、1956年（昭和31年）、青森県蟹田町の太宰治文学碑除幕式に同行した際に男女の関係となり、そのまま山の上ホテルで同棲をはじめた。入江杏子との生活そして破局を描いたのが代表作『火宅の人』である。1961年（昭和36年）、「火宅の人」の最初の一編である「微笑」が文芸誌『新潮』に発表され、その後連作として各誌に発表された。しかし以後執筆は遅々として進まず一旦中断した。1968年1月より1974年3月（20号）まで季刊文芸誌「ポリタイア」を編集、発行した。この実質的なスポンサーは世耕政隆（参議院議員・近畿大学総長）、麻生良方（衆議院議員）であった。1970年（昭和45年）11月より1972年（昭和47年）2月までポルトガルのサンタ・クルス（リスボン近郊のTorres Vedrasの中にある漁村）に滞在。1974年（昭和49年）、福岡市能古島に自宅を購入し転居、月壺洞（げっこどう）と名づけた。1975年（昭和50年）に檀は悪性肺ガンのため九州大学医学部付属病院に入院。『火宅の人』を再開し、病床で最終章「キリギリス」を、口述筆記にて完成させ遺作となった。1976年（昭和51年）1月2日に死去した。享年63。死後、『火宅の人』で昭和51年度読売文学賞を追贈された。戒名は能嶽院殿檀林玄遊居士。1977年（昭和52年）、終の住家となった能古島に文学碑が建てられ、その文面には檀の辞世の句となった「モガリ笛 幾夜もがらせ 花二逢はん」と刻まれ、毎年5月の第3日曜日には檀を偲ぶ「花逢忌」がこの碑の前で行われている。また、檀の墓は故郷・柳川の福厳寺に建てられている。1991年（平成3年）から1992年（平成4年）に、『檀一雄全集』（全8巻別巻、沖積舎、実質は作品集）が刊行された。