A felsőozorai és kohanóczi Ottlikok régi nemesi családok voltak. Tagjaik közül tábornokok és magas rangú állami tisztviselők kerültek ki. 1912-ben született. Apja belügyminisztériumi titkár és császári kamarás, akit másfél éves korában elveszített. Gézát a hagyományoknak megfelelően katonatisztnek szánták, ezért 1922-től katonai alreál- és főreáliskolákba íratták be, amitől egy életre elment a kedve a kaszárnyai fegyelemtől és később múlhatatlan krónikása lett a katonai nevelés embertelenségének. 1923-tól 1926-ig a kőszegi katonai alreáliskola, 1926-tól 1929-ig a budai katonai főreáliskola tanulója. 1930-ban érettségizett. Iskolás éveit a forradalmakat követő bethleni konszolidáció "rendcsináló" éveiben töltötte, otthonról hozva a franciás-angolos nyugatos műveltséget. Érettségi után a budapesti egyetem matematika-fizika szakára iratkozott be, ahol Fejér Lipót tanítványaként szerzett végbizonyítványt.

Első írásai 1931-ben jelentek meg a Napkeletben. Írásmódjára kezdetben Kosztolányi és Márai, valamint André Gide voltak nagy hatással. Egyetemi évei alatt az Új Nemzedék munkatársa, 1933-tól a Budapesti Hírlap bridzsrovatának szerkesztője. 1939-ben Babits közölte a Nyugatban A Drugeth-legenda című elbeszélését. Ekkoriban kristályosodott ki a jellem, ami alapvetően humanista, elutasította az úri szabályörökséget, nem kötött egyezséget semmilyen szabályrendszerrel, de ellenségnek sem tekintette őket, a fasizmust kivéve, de megtartva saját véleményét, az előkelő szenvtelenség álorcája mögött eltűrten, még némi tisztelettel is övezetten együtt tudott élni Horthyékkal is, Rákosiékkal is, Kádárékkal is. A háború alatt légoltalmi szolgálatra osztották be, és üldözötteket mentett, köztük Vas Istvánt is.

A háború befejezésekor a magyar szellemi élet megújítását tervezte a Nyugat hagyományait folytatva. 1946-ig a Magyar Rádió dramaturgjaként dolgozott. Huszonöt év magyar irodalma címmel előadásokat tartott a rádióban, hangjátékokat fordított, és hangjátékot is írt (A Valencia-rejtély). 1945-től 1957-ig a Magyar PEN Klub titkára volt. Az Iskola a határon című regényének 1948-ban Tovább élők címmel elkészült első változatát maga kérte vissza kiadójától.

Az 1948-ban örökölt 67 kh földjét azonnal, ellenszolgáltatás nélkül felajánlotta a termelőszövetkezeteknek, ebből az állam 53 hold földet fogadott el. 1949-től kezdve a megmaradt 14 kh után föld-adót kellett fizetnie („mezőgazdasági fejlesztési járulék”), s emiatt 1952-ben (az 1952. évi 2. sz. törvényerejű rendelet értelmében), noha soha nem volt nagygazda, kuláknak nyilvánították. A kitelepítéstől csak az Írószövetség közbenjárása mentette meg.

A Rákosi-rendszerben uralkodó dogmatikus irodalompolitika éveiben kiszorult az irodalmi életből, fordításokból élt. Kényszerű hallgatása 1957-ben ért véget, mikor megjelent Hajnali háztetők című kisregénye, amelynek első változatát még 1944-ben adta közre a Magyar Csillag. Nagyobb mértékben írta újra az Iskola a határon című regényét, amely 1959-ben jelent meg. Alkotói módszeréhez tartozott, hogy műveit évtizedeken át csiszolgatta.

1960 őszén Ottlikot kitűnő fordításaiért az angol kormány tanulmányútra hívta meg Londonba. 1969-ben megjelent elbeszéléskötetében csak a könyv címét is adó Minden megvan volt új. Az egyetlen hosszabb terjedelmű műve, amely az Iskola a határon ikerdarabjaként készült, a Lengyel Péter gondozásában megjelent Buda, bár végső, Ottlikra jellemző keretbe ágyazottságát, többszörös betétességét nem nyerte el, mégis az Iskola a határon méltó folytatásának tarthatjuk. 1981-ben József Attila-díjat, 1985-ben Kossuth-díjat, 1988-ban Szép Ernő-díjat, 1990-ben Örkény-díjat kapott.

1990. október 9-én Budapesten halt meg. Ottlik életműve igen kicsi, holott szakadatlanul dolgozott. Műfordításainak száma sokkal nagyobb, mint eredeti műveié. De regényei, kisregényei, novellái, tanulmányai, kisebb esszéi és kritikái együtt beleférnek öt nem túl terjedelmes kötetbe.