1963年にホーカー・シドレー社は傘下の各ブランド名を止め、自社の製品を「ホーカー・シドレー」名で統一することにした。英空軍の飛行点検機の要求に応じて1971年に9機のアーゴシー C.1がアーゴシー E.1へ改装された。これらの機体は第115飛行隊により運用され、1978年にホーカー・シドレー アンドーバー (en) に改編されるまで、英国の飛行場で普通に見かけられた。
軍用のアーゴシー C.1は兵員と物資輸送のための中距離輸送機を構想しており、ビッカース ヴァレッタ (en) の代替として設計された。660型は、設計の27カ月前に飛行した民間型のAW.650型を基にしていた。生産された軍用アーゴシーの初号機は1961年3月に初飛行を行った。軍用モデルは気象レーダーのレドームで前部貨物ドアを塞ぎ、後部貨物ドアはローディングランプを組み込んだ「クラムシェル（2枚貝）」型に変更していた。パラシュート兵が飛び出せるように左右にドアが付けられていた。元からの頑丈な首車輪式の降着装置のお陰で荒れた未舗装の滑走路でも運用できた。4基のロールス・ロイス ダート 101 ターボプロップ エンジンを装備した軍用のアーゴシーは民間用の101型の2倍の航続距離をもっていた。合計56機が生産された英空軍向けのアーゴシーは6個飛行隊を編成した。うち3個が英国内に配備され、他にアデン、キプロス、極東に1個ずつ配備された。アーゴシーは経済的な観点から1975年に退役したが、これらの機体はスクラップにはされずに民間航空会社に売却された。
小学5年生で推理作家を志し初めて小説を執筆する。中学3年のときに長編『大いなる殺人』を書き上げて第21回江戸川乱歩賞に応募するが落選。高校1年生のときにSRの会に入会。高校生のときに『ぼだい樹荘殺人事件』『宇宙空間の消失』を幻影城新人賞に応募するが落選。大学時代は推理小説研究会（現「同志社ミステリ研究会」）に所属し、機関誌『カメレオン』に創作を発表するほか、デイリースポーツに犯人当て小説『殺刃の家』を発表。当時の部員に黒崎緑・白峰良介・加地尚武がいる。大学卒業後、大手チェーン書店に就職する。1984年、『月光ゲーム Yの悲劇'86』（のちにデビュー作となる『月光ゲーム Yの悲劇'88』の原型）を第30回江戸川乱歩賞に応募するが一次予選を通過することはできなかった。1986年、大学時代に機関誌『カメレオン』に発表した「やけた線路の上の死体」が改稿され鮎川哲也の編纂した鉄道ミステリーアンソロジー『無人踏切』（光文社文庫）に収録される。1989年、江戸川乱歩賞に投稿した『月光ゲーム Yの悲劇'88』が東京創元社の戸川安宣編集長の目に止まり、大幅に改稿した上で「鮎川哲也と十三の謎」の第四回配本として刊行され本格的に小説家デビュー。1992年に発表した学生アリスシリーズの第三長編『双頭の悪魔』が「週刊文春ミステリーベスト10」で第4位、「このミステリーがすごい!」で第6位と、初めてミステリーランキングでベスト10に選出される。その後もしばらくは兼業作家として執筆活動を続けるが、1994年に35歳で書店を退職して専業作家になる。1996年に咲くやこの花賞（文芸その他部門）を受賞。1999年より綾辻行人との共作で、テレビ推理番組『安楽椅子探偵』シリーズ（朝日放送）の原作を担当。2000年11月より2005年6月まで、本格ミステリ作家クラブ初代会長を務める。2001年、『週刊文春』に発表された1977年 - 2000年の24年間の作品を対象とする「20世紀傑作ミステリーベスト10」で『双頭の悪魔』が第19位に選ばれる。2003年、作家アリスシリーズの第六長編『マレー鉄道の謎』で第56回日本推理作家協会賞（長編および連作短編集部門）を受賞したほか、「本格ミステリ・ベスト10」で第3位、「本格ミステリこれがベストだ! 本格ミステリ10選」に選出される。2006年に発表した作家アリスシリーズの第七長編『乱鴉の島』が「本格ミステリ・ベスト10」で第1位と、作者作品で初めてミステリーランキング1位に選出されたほか、「週刊文春ミステリーベスト10」で第5位、「このミステリーがすごい!」で第19位に選出される。同年10月から読売新聞掲載の「有栖川有栖さんとつくる不思議の物語」の講評を担当する。2007年に発表した学生アリスシリーズの第四長編『女王国の城』は「本格ミステリ・ベスト10」で第1位、「週刊文春ミステリーベスト10」で第1位、「このミステリーがすごい!」で第3位、「黄金の本格ミステリー」に選出と高く評価される。同年、統合によって新設された大阪府立千里青雲高等学校の校歌を作詞する。2008年、『女王国の城』で第8回本格ミステリ大賞（小説部門）を受賞。別冊宝島『もっとすごい!! このミステリーがすごい!』で発表された「このミステリーがすごい!」1988-2008年版ベスト・オブ・ベストで『双頭の悪魔』が第8位に選ばれる。2011年、「本格ミステリ・ベスト10」2012年版で発表された「2001-2010 新世紀 本格短編 オールベスト・ランキング」で『スイス時計の謎』が第2位に選ばれる。2012年、「東西ミステリーベスト100」2012年版で『双頭の悪魔』が第22位に、『孤島パズル』が第95位に選ばれる。2016年、『幻坂』で第5回大阪ほんま本大賞を受賞。2018年、「火村英生シリーズ」（『怪しい店』と『鍵の掛かった男』が対象期間内の文庫新刊）で第3回吉川英治文庫賞を受賞。