1939년 만주에서 태어났다. 연세대학교 법학과를 졸업하고 드라마센터 연극아카데미를 수료했다. 1967년 『동아일보』 신춘문예에 희곡 「출발」이 당선하면서 등단했다. 다양한 소재를 취해 사회성 짙은 작품을 선보여 왔는데, 그중 「노비 문서」, 「너도 먹고 물러나라」 등에서는 전통적인 연희 양식을 수용해 현대적으로 계승하면서 현대극의 새 방향을 열었다고 평가된다. 1985년 청소년 연극 「방황하는 별들」이 흥행에 성공한 것을 시작으로 「꿈꾸는 별들」(1986), 「불타는 별들」(1989) 등 후속 작품을 발표하며 청소년 연극에 새로운 가능성을 제시했다. 대표 희곡에는 「노비 문서」(1973), 「출세기」(1974), 「사의 찬미」(1988) 등이 있다. 희곡집 『신화 1900』(1982), 『윤대성 희곡집』(1990), 『남사당의 하늘』(1994), 『당신 안녕』(2002)과 이론서 『극작의 실제』(1995) 등을 출간했다. 『윤대성 희곡 전집』(전 4권, 평민사, 2004)을 출간했고, 대담 전기 『연극과 통찰』(연극과인간, 2010)을 출간했다. 텔레비전 드라마 작가로도 활동하며 「수사반장」, 「박순경」, 「한 지붕 세 가족」 등을 썼다. 동아연극상, 한국연극영화예술상(2회), 현대문학상, 대한민국연극제 희곡상, 대한민국방송대상 극본상, 동랑유치진연극상 등을 수상했다. 2011년 대한민국예술원 회원으로 선임되었다. 현재 서울예술대학교 극작과 교수다.