Amos Oz urodził się w Jerozolimie w 1939 roku w rodzinie naukowców i nauczycieli, wywodzących się z radykalnych kręgów syjonistycznej prawicy, którzy przybyli do Izraela na początku lat trzydziestych z Rosji i Polski. W 1954 roku 15-letni wówczas Amos Oz wyjechał z Jerozolimy, by osiedlić się w kibucu Hulda, gdzie ukończył szkołę średnią. Jako dwudziestokilkulatek opublikował pierwsze opowiadania na łamach wiodącego kwartalnika literackiego „Keshet”. Decyzją rady kibucu posłano go do Jerozolimy, gdzie studiował filozofię i literaturę na Uniwersytecie Hebrajskim. Uzyskawszy licencjat, powrócił do kibucu Hulda, gdzie przez kolejne dwadzieścia pięć lat dzielił swój czas między pisanie, rolnictwo i nauczanie w liceum.
Amos Oz brał czynny udział w walkach na froncie synajskim podczas wojny sześciodniowej w 1967 roku i na wzgórzach Golan podczas wojny Yom Kippur w październiku 1973 roku.
W latach 1969–1970 Amos Oz wykładał gościnnie w Kolegium Świętego Krzyża w Oksfordzie. W 1975 roku i ponownie w 1990 roku był pisarzem rezydentem na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie, zaś w latach 1984– 1985, wraz z żoną i synem, spędził rok w Colorado Springs College w USA. Od roku 1986 rodzina pisarza mieszka w Arad.
Od czasów debiutanckiego tomu opowiadań Tam, gdzie wyją szakale (1965) dorobek pisarza urósł dziś do kilkunastu tomów prozy, powieści, opowiadań, esejów i publicystyki na tematy literackie, jak i problemy społecznopolityczne. Nowe powieści rozchodzą się w ogromnych nakładach, a niektóre, jak choćby Mój Michał (1968) czy Opowieść o miłości i mroku (2002) uzyskują status dzieł kultowych.
Poza działalnością pisarską Amos Oz zajmuje się edukacją - jest profesorem na Uniwersytecie Ben Guriona w Beer Sheva; działa też aktywnie na rzecz izraelskiego ruchu pokojowego.
Od czasu wojny w 1967 roku Amos Oz opublikował liczne artykuły i eseje poświęcone problematyce konfliktu izraelsko-arabskiego, prowadząc kampanię na rzecz izraelsko-palestyńskiego kompromisu opartego na uznaniu wzajemnych racji i koegzystencji Izraela i państwa palestyńskiego na Zachodnim Brzegu oraz w Strefie Gazy. Jest jednym z czołowych działaczy izraelskiego ruchu pokojowego od 1967 roku, a dzięki artykułom, esejom i działalności na arenie politycznej stał się jedną z najwybitniejszych postaci w Izraelu. Jego przemówienia i teksty publicystyczne ukazują się w licznych przekładach na całym świecie.
Amos Oz, od 1991 roku członek zwyczajny Akademii Języka Hebrajskiego, jest laureatem licznych nagród w kraju i za granicą, przyznawanych zarówno za działalność na niwie literackiej, jak i społecznej i politycznej. Został uhonorowany między innymi niemiecką Friedenspreis, francuskim Krzyżem Kawalerskim Legii Honorowej, literacką Nagrodą Izraela, nagrodą Wolności Słowa Norweskiego Związku Pisarzy. Otrzymał także katalońską Premi Internacional Catalunya, nagrodę literacką Die Welt, nagrodę im. Goethego, nagrodę im. Primo Leviego za całokształt twórczości, czy wreszcie nagrodę im. H. Heinego.
W marcu 2013 roku Amos Oz dołączy do grona laureatów doktoratu honoris causa Uniwersytetu Łódzkiego.