Nato in una famiglia di viticoltori. Ha pubblicato il suo primo romanzo, Lézard, nel 1957 e ha iniziato a collaborare con Luis Buñuel nel 1962, continuando sino alla morte del grande regista diciannove anni dopo, firmando le sceneggiature di Diario di una cameriera, Bella di giorno, La via lattea, Il fascino discreto della borghesia, Il fantasma della libertà, Quell'oscuro oggetto del desiderio. Parallelamente ha proseguito la carriera di drammaturgo e adattatore, in particolare con Jean-Louis Barrault e Peter Brook (La tragedia di Carmen, 1983; Il Mahabharata, 1989). Tra le sceneggiature originali, Il ritorno di Martin Guerre, Prix César come miglior sceneggiatura nel 1983. Ha anche adattato per il cinema opere letterarie come Il tamburo di latta per Volker Schlöndorff e L'insostenibile leggerezza dell'essere per Milos Forman (premio Oscar come miglior adattamento nel 1989).
Con Garzanti ha pubblicato Il circolo dei contastorie (1998). Di recente ha pubblicato il dialogo con Umberto Eco Non sperate di liberarvi dei libri (Bompiani, 2009). Del 2010 è Il segreto del mondo (Garzanti).