Era filho de Alberto de Faria e de Maria Teresa de Almeida Faria. O pai também foi membro da Academia Brasileira de Letras, autor de Mauá, biografia de Irineu Evangelista de Sousa, e a mãe era filha de Tomás Coelho de Almeida, por duas vezes ministro do Império e fundador do Colégio Militar. Era cunhado de Afrânio Peixoto e Alceu Amoroso Lima.
Passou a infância entre o Rio e Petrópolis, onde a família costumava veranear, em casa hoje tombada pelo Patrimônio Histórico, e que pertenceu ao Barão de Mauá, antes de ser adquirida pelo pai de Otávio e hoje pertencente a Lucília de Faria Proença, irmã do romancista. Fez os estudos primários e secundários no Colégio Santo Antônio Maria Zacaria, da ordem dos padres Barnabitas, de 1922 a 1926, e os estudos superiores na Escola Nacional de Direito, de 1927 a 1931.
Apesar de sua personalidade introspectiva, Otávio de Faria se impôs como líder desde o tempo de estudante, quando participou do Centro de Estudos Jurídicos e Sociais (Caju), dos estudantes da Faculdade Nacional de Direito, no qual ingressou mediante apresentação da tese Desordem do Mundo Moderno, e em cujos trabalhos culturais e jurídicos tomou parte, ao lado de San Tiago Dantas, Antonio Galloti, Gilson Amado, Vicente Constantino Chermont de Miranda, Américo Jacobina Lacombe, Hélio Vianna, Thiers Martins Moreira, Plínio Doyle, Antonio Balbino, Vinícius de Morais, e outros.
Em 1927 iniciou sua colaboração em A Ordem, órgão do centro D. Vital, e em Literatura, revista dirigida por Augusto Frederico Schmidt, onde fez crítica literária e de cinema. Bacharel em Direito, nunca exerceu a advocacia, preferindo consagrar-se à literatura.
Entre suas primeiras atividades literárias, podemos citar ainda colaborações em diversas revistas literárias e políticas, como Boletim de Ariel, Pelo Brasil, Hierarquia, Revista de Estudos Sociais, A Época, Letras e Artes, Leitura, Revista Acadêmica e Panorama, além de colaborações regulares em jornais como O Correio da Manhã, Jornal do Commercio, Jornal dos Sports. Participou da fundação do Chaplin Clube, juntamente com Plínio Sussekind Rocha, Almir de Castro e Cláudio Melo, organização destinada ao estudo dos problemas do cinema, e colaborou no seu órgão oficial, O Fã.
Estreou em 1931, com o ensaio Maquiavel e o Brasil, seguido de mais outros dois: Destino do socialismo (1933) e Dois poetas (1935), sobre Schmidt e Vinicius de Morais. Logo, porém, o ensaísta nascido para a análise das idéias e dos acontecimentos sociais, daria lugar ao romancista, com a transferência dos problemas e da pluralidade temática para a ficção. Seu primeiro romance, Mundos mortos, publicado em 1937, era o início de uma obra cíclica planejada para vinte volumes, um dos projetos literários mais audaciosos já tentados no país, a que ele deu o título de A tragédia burguesa, da qual alcançou publicar treze volumes em vida. Aos treze volumes iniciais, a edição completa da Tragédia burguesa (1984-1985) acrescentou mais dois inéditos: A atração e A montanheta, na ordem em que o autor os programou (como, respectivamente, 8o e 10o volumes da série), os quais, na época, não foram publicados em decorrência de decisão estritamente pessoal do romancista.
Na Tragédia burguesa Otávio de Faria apresenta um amplo painel da vida carioca, articulando os problemas sociais do processo da burguesia, em espaço brasileiro, com os grandes problemas do homem. O ponto de partida, base de compreensão para o ciclo, é o romance Mundos mortos. Seus personagens adolescentes retornam em todos os romances do ciclo, como componentes ou testemunhas. O painel, embora com personagens e cenários comuns, conformar-se-á em quadros autônomos.
O Rio de Janeiro, em toda a dimensão social, será o fundo que articula os quadros dos vários romances. É uma obra sem similar na literatura brasileira, pela continuidade, exploração psicológica dos tipos e entrosamento familiar, só comparável à Comédia humana de Balzac, ao ciclo Em busca do tempo perdido, de Proust, aos romances encadeados de William Faulkner e à obra de Dostoievski. Conclui o ciclo em 1977, com o volume O pássaro oculto, encerrando a sua grande obra antes de completar 70 anos.
Otávio de Faria fez traduções de Jacob Wassermann, Thomas Hardy, Jean Lartéguy e Joseph Kessel. Ocupou vários cargos públicos: diretor da Escola de Filosofia e Letras da Universidade do Distrito Federal, em 1936; membro do Conselho Federal de Cultura, pertencente à Câmara de Artes, no período de 1969-74, e onde permaneceu até sua morte, em 1980. Pertenceu ao Fluminense Futebol Clube, do qual foi sócio benemérito e perseverante torcedor.
Recebeu os seguintes prêmios literários: Felipe d’Oliveira pelo romance O lodo das ruas (1942); Prêmio Luiza Claudio de Souza, do Pen Clube do Brasil, pelo romance A sombra de Deus (1967); Golfinho de Literatura, do Museu da Imagem e do Som (1968); Prêmio Instituto Nacional do Livro (ficção), pelo livro Novelas da masmorra (1968); Prêmio Machado de Assis, para conjunto de obra, da Academia Brasileira de Letras (1970); Prêmio Fernando Chinaglia, pelo romance O cavaleiro da Virgem (1972).
