일본의 근·현대를 대표하는 소설가. 1886년 일본 도쿄에서 태어났다. 메이지 말기부터 쇼와 중기까지 왕성한 작품 활동을 하며 다방면에 걸쳐 문학적 역량을 과시한 작가로, 노벨 문학상 후보에 수차례 지명되는 등 일본뿐 아니라 국제적으로도 높은 평가를 받았다. 탐미주의적 색채를 드러내며 여성에 대한 에로티시즘, 마조히즘 등을 극도의 아름다운 문체로 탐구하였다. 한평생 작풍이나 제재, 문장, 표현 등을 실험하며 다채로운 변화를 추구하였고, 오늘날 미스터리, 서스펜스의 선구가 되는 작품이나 활극적 역사 소설, 구전, 설화 문학에 바탕을 둔 환상 소설, 그로테스크한 블랙 유머, 고전 문학 연구에 이르기까지 뚜렷한 족적을 남겼다.

제일 고등학교를 거쳐 도쿄 제국 대학 국문과에 입학했지만 학비를 마련하지 못해 퇴학을 당했다. 1910년 [신사조(新思潮)]를 재창간하여 「문신」, 「기린」 등의 작품을 발표하며 문단에 등장했고, 소설가 나가이 가후로부터 격찬을 받으며 작가로서의 지위를 확립하였다. 1915년 열 살 어린 이시카와 치요코와 결혼을 했는데, 시인인 친구 사토 하루오가 그의 부인과 사랑에 빠지자 아내를 양도하겠다는 합의문을 써 [아사히신문]에 사회에 큰 파문을 일으켰다. 문화 예술 운동에도 관심을 가진 그는 시나리오를 써 영화화하고 희곡 『오쿠니와 고헤이』를 발표한 뒤 직접 연출하기도 했다. 또한 1924년 『치인의 사랑』을 신문에 연재해 선풍적인 인기를 끌었으나 검열로 중단되었다.

1942년에 그는 세 번째 부인이자 희구하던 여성인 마쓰코와 그 자매들을 모델로 『세설』을 쓰기 시작했다. 1943년 [중앙공론] 신년호와 4월호와 7월호에 연재되었던 『세설』은 7월호에도 실릴 예정이었으나 「시국에 따르지 않는다」는 이유로 발표가 금지되었다가 전후에야 비로소 작품 전체가 발표되었고, 훗날 마이니치 출판문화상과 아사히 문화상을 받았다. 1949년에는 제8회 문화 훈장을 받았고 1941년 일본 예술원 회원, 1964년 일본인으로서는 처음으로 미국 문학예술 아카데미의 명예 회원에 뽑히기도 했다. 1958년 펄 벅에 의해 노벨 문학상 후보로 추천된 이래 매년 후보에 올랐으며 1965년에 80세의 나이로 신부전과 심부전으로 사망하였다.

주요작품으로는 『문신』, 『후미코의 발(富美子の足)』, 『치인의 사랑(痴人の愛)』, 『춘금초(春琴抄)』, 『미친 노인의 일기(?癲老人日記)』 등이 있으며, 무라사키 시키부의 『겐지 이야기』를 현대어로 번역하기도 했다. 사후 50년을 맞이한 2016년 저작권이 소멸되어 다수의 소설작품이 번역되었으나, 국내에는 다니자키의 극작가(희곡가)로서의 역량이 알려지지 않아 30여 편의 희곡 대부분이 미(未)번역 상태이다. 『문장의 희곡:다니자키 준이치로의 레제드라마』는 소설가로 데뷔하기 이전에 이미 희곡을 발표한 다니자키의 극작가로서의 숨겨진 일면을 소개하고, 1910~40년대 일본의 신극운동을 계기로 근대 초기 한일 양국의 소설가들의 희곡 창작과 레제드라마의 유행을 고찰한 연구의 성과물로 기획되었다.

도치기현 온라쿠군(邑?郡) 다테바야시초(館林町)에서 태어났다. 이곳은 현재의 군마현 다테바야시시이다. 다야마 쇼쥬로와 테츠 부부의 차남으로서 태어났다. 다야마 가타이의 집은, 대대로 아키모토 번의 무사 집안 이었다. 그의 아버지는 1877년 서남전쟁 때에 경시청 순사로서 종군하여 전사했다. 다야마 가타이는 12살부터 한학숙에서 한시문을 배웠고, 14세 때에는 한시집을 엮을 정도록 한학에 뛰어났다. 또 게이엔파의 와카나 서양문학도 가까이했다고 한다.

형을 따라 상경하여, 1890년, 야나기타 구니오를 알게 된다. 다음해에 오자키 고요의 밑으로 입문하여, 그의 지시로 에미 스이인의 지도를 받는다. "참외밭"를 처음으로 발표하고 다음해부터 본명 로쿠야 대신 가타이라고 칭하기 시작했다. 당초는 겐유샤의 영향을 받고 있었지만, 1896년에 구니키다 돗포, 시마자키 도손과 알게 된다. 다음해, 돗포, 구니오들과 "서정시"를 간행하여, 여기에 40편의 시를 실는 등 본격적인 문학 활동을 시작 한다. 모파상의 영향을 강하게 받고, 1902년에 "아카츠키 총서"의 제5편으로서 썼던 "쥬자에몬의 최후"를 발표하여, 이 작품으로 작가로서의 역량을 인정받게 된다. 1899년에 결혼하여, 오하시 오토와의 소개로 하쿠분칸(博文館)에 근무하여, 교정 일을 한다.

1904년, 러일전쟁에서는 제2군 사진반으로서 종군하게된다. 전쟁을 겪은 후 자연주의 문학 분야를 자각하여, 평론 "노골적인 묘사"니 소설 "소녀병"을 발표하여, 새로운 문학의 담당자로서 활약하게 된다. 1906년 하쿠분샤로부터 "문장세계"가 창간되자 편집 주임이 된다. 문장세계는 당초 실용문의 투서 잡지를 목적으로 발행되었지만, 다야마들의 영향을 받게되어 자연주의 문학의 거점이 된다. 1907년에, 중년작가의 여제자에 대한 복잡한 감정을 그렸던 "이불"을 발표했다. 여제자와 헤어졌던 남자가, 그녀가 사용하였던 이불에 얼굴을 파묻고 냄새를 맡으며, 슬퍼한다라는 묘사는, 독자, 더 나아가 문단에 충격을 주게 되었다. 이 작품에 의해서, 일본의 자연주의 문학의 방향이 결정되었다는 평을 받고 있다. 거기다가 "생(生)", "처(妻)," "연(緣)의 장편 3부작, 장편소설 "시골교사"를 써, 도손과 나란히 시대를 대표하는 자연주의 작가가 되었다. 다이쇼 시대에 들어오고 나서는 자연파의 쇠퇴와 신예 작가의 등장으로 문단의 주류로부터 밀려나게되지만 "일등병의 총살"등의 작품을 정력적으로 발표했다.

만년은 종교적 심경에 이르러, 정신주의적인 작품을 많이 남겼다. 1928년 말에 뇌일혈로 입원했다. 거기다가 후두암에 걸려, 1930년 5월13일, 자택에서 향년 58세의 나이로 사망했다. 도손의 글이 새겨진 묘는 다마영원(多磨園)에 있다. 그는 유언에 따라 토장되었으며 현재 다테바야시시(館林市)에는 다야마 가타이 기념관이 있다.