コーンブルースは15歳のときから執筆を開始した。最初の単独作品 "King Cole of Pluto" は1940年5月、Super Science Stories 誌に掲載された。それ以前の1940年4月には、リチャード・ウィルスンとの共同執筆作品が「アストニッシング（Astonishing）誌」に掲載されている。他にも数々の短編を書いている。「小さな黒いカバン」という短編は、1969年、BBC の Out of the Unknown という番組でテレビドラマ化された。1970年には、同じ小説がロッド・サーリングの 四次元への招待 というドラマで採用された。こちらのドラマでは、バージェス・メレディスがアルコール中毒で落ちぶれた医師を演じている。"The Marching Morons" という短編は彼が書いた中でも最も有名である。ごく少数の天才と何十億の凡人から成る数世紀先の未来を描いている。これを「小さな黒いカバン」の続編と信じる人もいるが、描いている時代も登場人物も異なるが、「小さな黒いカバン」に登場する未来から現れた先進医療器具のつまったカバンは、"The Marching Morons" の中で凡人たちが医師を演じることを可能にしている自律型の医療器具だったという。コーンブルースの長編小説の多くは共同執筆のものが多く、フューチャリアンズ以来の友人であるジュディス・メリルやフレデリック・ポールと組んでいる。特にポールとの合作『宇宙商人』（1952年）は高い評価を受けている。単独作品では、『シンディック』や『クリスマス・イブ』が有名である。突然の死により、多数の短編が未完となっていたが、後にフレデリック・ポールが完成させ、発表した。そのうちの一編である「ある決断」（1972年11月、F&SF誌）は1973年のヒューゴー賞最優秀短編賞を獲得した（R・A・ラファティの「素顔のユリーマ」と同時受賞）。コーンブルースの全短編を集めた His Share of Glory: The Complete Short Science Fiction of C. M. Kornbluth が1997年に NESFA Press から出版されている。コーンブルースの名は、レモニー・スニケットの『世にも不幸なできごと』の中で V. F. D. という架空の秘密結社のメンバーとして登場している。
ニューヨーク生まれ。SFファン団体フューチャリアンズの一員となって活動していたが、そこでアイザック・アシモフ、フレデリック・ポール、ドナルド・A・ウォルハイムらと出会った。また後に妻となる Mary Byers ともフューチャリアンズで出会っている。第二次世界大戦の際にはアメリカ陸軍の兵士としてヨーロッパ戦線で戦った。バルジの戦いでの功績により青銅星章を授与された。退役後はシカゴ大学に復学して卒業した。1958年、心臓発作のため34歳で死去した。主な居住地はシカゴ。
『漫画ばんがいち』でデビュー。その後、『COMICポプリクラブ』誌に作品を発表する。男女とも点描で描かれた大きな目の、特徴のある可愛らしいキャラクターを描く。前回の主役が脇役で登場することが多く。とりわけ保健医の本田先生がレギュラー脇役で登場する回数が多い。家族からアイデアをもらうことが多いという。ツンデレの概念がよく分からないようである。人形が好きである。
小説教室の仲間に勧められ、試しにオール讀物推理小説新人賞に応募し、3回目の1986年候補になり、夏樹静子に励ましの評価を貰って、小説家への道が見え、意欲が初めて湧く。翌1987年にオール讀物推理小説新人賞を受賞し、短編「我らが隣人の犯罪」でデビューする。多岐川恭に「仕事を辞めないこと、次作が載らず、なかなか本が出なくても書き続ける、健康に注意」と助言される。長編依頼をもらい、時間拘束のきつい法律事務所を辞め、自由のきく東京ガスの集金人を2年間務める。2年半かけて1989年2月に東京創元社『鮎川哲也と十三の謎』の第5回配本『パーフェクト・ブルー』が初出版される。同年に専業作家となり、『魔術はささやく』を書き、1989年日本推理サスペンス大賞を受賞する。『龍は眠る』（綾辻行人と日本推理作家協会賞を同時受賞）などの超能力を扱った作品が多かったが、1992年に発表した『火車』は、クレジットカードローンによる多重債務問題を描き出し、山本周五郎賞を受賞した。ミステリーではその後、『理由』で直木三十五賞、『模倣犯』で毎日出版文化賞特別賞、『名もなき毒』で吉川英治文学賞を受賞した。宮崎勤事件に触発されて書いた『模倣犯』の後で現代の闇を描くことに疲れて、時代小説やファンタジーを重点に書く。時代小説では、江戸に住む人々の人情を描き、吉川英治文学新人賞を受賞した『本所深川ふしぎ草紙』や、超能力ものの『霊験お初捕物控』、深川を舞台にしたミステリー『ぼんくら』『日暮らし』などがある。テレビゲームが趣味であり、PlayStation 2用ソフト『ICO』を宮部から申し出て小説化した作品がある。『ドリームバスター』、劇場用アニメ化された『ブレイブ・ストーリー』などのファンタジー小説もある。大量殺人を忌避する気持ちから2010年初めて恋愛も登場するノンミステリーの青春小説『小暮写真館』を書く。2012年、『ソロモンの偽証』が3部作、原稿用紙4700枚という超大作として話題になった。大沢在昌の主宰する事務所の大沢オフィスに京極夏彦とともに参加し3人の共同出資の「株式会社大沢オフィス」を設立している。オフィスの公式サイト名は3人の姓から1字ずつとって「大極宮」と命名した。コードネームは「安寿」。また、2005年夏公開の映画『妖怪大戦争』のプロデュースチーム「怪」の一員にもなった。