Klas Östergren er født i 1955 i Stockholm, hvor han voksede op som den yngste i en familie på seks i bydelen Lilla Essingen. Familien var ikke særligt kulturelt orienteret, men forældrene læste dog en del, og det smittede af på deres yngste søn. I interviews har Östergren fremhævet, hvordan familiens skrivemaskine kom til at have essentiel betydning for hans liv: ”Det var ikke uvæsentligt, at vi havde en skrivemaskine i familien, sådanne underlige ting. Og den maskine bruger jeg stadig dagligt.” (Lotta Palmelius: Klas Östergren: ”Skrivandet är en galet asocial syssla”. Icakuriren, 2014-09-27. Egen oversættelse).
Allerede under gymnasietiden forsøgte han at få udgivet en digtsamling, men det var først med romanen ”Atilla”, at han debuterede i 1975. I løbet af anden halvdel af 1970’erne udgav han tre romaner, og med den fjerde, ”Gentlemen” fra 1980, brød han for alvor igennem som forfatter. Til gengæld blev gennembruddet massivt. Romanen om brødrene Morgan blev omgående kult og sikrede den kun 23-årige forfatter en central plads i det svenske litterære miljø.
Den plads blev cementeret i 2014, hvor Östergren blev optaget i det Svenske Akademi, som uddeler Nobels litteraturpris. Normalt bliver man tildelt sin plads på livstid, men oven på den skandale, der rystede Akademiet i 2018, valgte han som syv andre medlemmer at træde ud af akademiet.
Udover selv at skrive romaner har Klas Östergren arbejdet som oversætter. Han har bl.a. oversat J.D. Salingers ”Griberen i rugen” til svensk, ligesom han har oversat Henrik Ibsens 12 samtidsdramaer.
Klas Östergren var fra 1982-1989 gift med skuespilleren Pernilla August, som han fik en datter med. I dag er han gift med Cilla Östergren, som han har fire børn sammen med. De bor i Kivik i det sydøstlige Skåne.