Né le 29 juillet 1960 à Nice, dans une famille d'origine belge, Didier Van Cauwelaert manifeste très tôt un don précoce pour les études, sautant deux classes et obtenant son baccalauréat à seize ans. Marqué par l'accident grave dont est victime son père, avocat et conteur passionné qui rêvait lui-même d'écrire, il se promet dès l'âge de sept ans et demi de devenir le plus jeune écrivain publié du monde. Après un bref passage par des études de philosophie à l'université de Nice, il abandonne pour se consacrer entièrement à l'écriture et publie en 1982, à vingt-deux ans, son premier roman, Vingt ans et des poussières, au Seuil. Sa carrière littéraire décolle véritablement en 1994 avec Un aller simple, qui lui vaut le prestigieux prix Goncourt et une renommée internationale, le roman étant traduit dans plus de trente langues. Parallèlement à son œuvre romanesque, il se tourne vers le cinéma comme scénariste, avant de passer lui-même à la réalisation en 2018 avec J'ai perdu Albert, adaptation de l'un de ses propres romans. Plusieurs de ses œuvres ont par ailleurs été adaptées à l'écran par d'autres cinéastes, notamment Sans identité, tiré de son roman Hors de moi, avec Liam Neeson dans le rôle principal.
Il se dit admirateur déclaré de Marcel Aymé et de Romain Gary, deux auteurs dont il partage le goût pour un fantastique discret mêlé d'humour et de gravité. Sa propre expérience de mort clinique à la naissance, étranglé par son cordon ombilical avant d'être ranimé, nourrit selon lui son absence de peur de la mort, thème central de plusieurs de ses romans comme La Vie interdite. L'histoire familiale mouvementée de ses origines belges et flamandes, ainsi que la figure paternelle inventive et conteuse, infusent également une large part de son œuvre. Son intérêt pour les questions de résilience, de mémoire et de spiritualité, notamment la communication avec les défunts, constitue une source d'inspiration constante de ses écrits les plus personnels.
L'écriture de Didier Van Cauwelaert se caractérise par une langue légère et précise, dénuée d'afféterie, privilégiant un rythme vif porté par des chapitres courts. Il suggère plus qu'il n'explique, ménageant des blancs qui font confiance à l'intelligence du lecteur, et mêle volontiers comédie, suspense et fantastique discret. Souvent qualifié d'« écrivain de la reconstruction », il construit ses récits autour de personnages en quête de réparation intérieure, la gravité affleurant sous un humour constant. En tant que réalisateur de J'ai perdu Albert, il transpose à l'écran cette même tonalité, entre légèreté de façade et profondeur émotionnelle sous-jacente.
Didier Van Cauwelaert reçoit le prix Goncourt en 1994 pour son roman Un aller simple, l'une des récompenses littéraires les plus prestigieuses de la langue française. En 1997, il obtient le Grand Prix du théâtre de l'Académie française. La comédie musicale Le Passe-Muraille, dont il est l'auteur, remporte trois Molières et connaît un succès international. Son roman La Vie interdite reçoit par ailleurs le Grand Prix des lecteurs du Livre de poche.
Il collabore avec le musicien Michel Legrand pour la comédie musicale Le Passe-Muraille, créée au théâtre des Bouffes-Parisiens après dix années de développement. Plusieurs de ses romans sont adaptés au cinéma par d'autres réalisateurs, notamment Sans identité, porté par l'acteur Liam Neeson. Il travaille également en tant que scénariste sur diverses adaptations cinématographiques de ses propres œuvres, dont J'ai perdu Albert, qu'il finit par réaliser lui-même.
La reconstruction personnelle et la résilience face à l'adversité, qui lui valent le surnom d'« écrivain de la reconstruction », structurent l'essentiel de son œuvre, à commencer par Un aller simple. L'identité et la quête de soi, souvent explorées à travers des personnages en pleine mutation, reviennent de façon récurrente dans ses romans. La mort et l'au-delà, abordés sans effroi et parfois avec humour, constituent également un motif obsédant de son travail, notamment dans La Vie interdite. Le fantastique discret, jamais totalement assumé ni jamais totalement écarté, imprègne enfin la plupart de ses récits.