خانواده‌اش اهل کاشان و آن‌گونه که خود بیضایی نوشته در کار تعزیه بودند، پدر وی تعزیه‌خوان بوده‌ است و عمو و پدربزرگش دست‌ اندرکار تعزیه و تنظیم متن برای تعزیه بوده‌اند. وی در سال‌های آخر دبیرستان دو نمایشنامه با زبان تاریخی نوشت. بیضایی بعد از اخذ دیپلم در رشته ادبیات وارد دانشگاه شد اما این رشته را ناتمام رها کرد و در سال 1338 به استخدام اداره کل ثبت اسناد و املاک دماوند درآمد. وی در سال 1341 به اداره هنرهای دراماتیک که بعدها به اداره برنامه‌های تئاتر تغییر نام داد رفت و در این سال مقاله "پژوهش‌های نمایش در ایران" را در مجله موسیقی چاپ کرد. بیضایی در سال 1344 با منیراعظم رامین فر ازدواج کرد که حاصل آن ازدواج سه فرزند بود. در سال 1348 به عنوان استاد مدعو با دانشگاه تهران همکاری کرد. در سال 1352 از اداره برنامه‌های تئاتر به دانشگاه تهران به عنوان استادیار تمام وقت نمایش دانشکده هنرهای زیبا و مدیریت رشته هنرهای نمایشی انتقال یافت. او در سال 1371 با مژده شمسایی ازدواج کرد. در سال 1375 به دعوت پارلمان بین المللی نویسندگان در استراسبورگ فرانسه اقامت نمود. وی هم‌اکنون در آمریکا اقامت دارد و در دانشگاه استنفورد مشغول تدریس، تحقیق و پژوهش است.
وی در زمینه تئاتر بسیار موفق بود. نمایشنامه‌های بسیار زیادی نوشت که بعدها نمایش‌های بسیاری بر اساس آنها به روی صحنه رفت و نشان داد که سینما را هم خوب می شناسد. بهرام بیضایی نوشتن نقد، تحقیق و مطالب پراکنده درباره تئاتر و سینما در نشریات را در سال 1338 آغاز کرد. او از سال 1340 به صورت جدی به نوشتن نمایشنامه پرداخت. وی فعالیت سینمایی را با فیلمبرداری یک فیلم هشت میلیمتریِ چهار دقیقه‌ای سیاه و سفید در سال 1341 آغاز کرد و اولین فیلم بلندش «رگبار» را در سال 1350 ساخت.
بیضایی در کنار کارگردانی سینما از بهترین فیلمنامه نویس‌های سینمای ایران نیز به شمار می‌آید. بهرام بیضایی یکی از معدود هنرمندان ایرانی است که هم در صحنه تئاتر کارنامه‌ای درخشان دارد و هم در سینما. در عین حال او همیشه به پژوهش در زمینه تئاتر هم علاقه داشته و در سالهای دهه 1340 کتاب هایی را درباره تئاتر در چین، ژاپن و ایران منتشر کرده که هنوز هم منبع درسی دانشجویان تئاتر محسوب می‌شود.