Памук народився 7 червня 1952 року в Стамбулі в заможній сім'ї, його батько був інженером. Навчався у американському коледжі Robert College, що знаходився у Стамбулі. Після закінчення коледжу вступив до технічного університету Стамбулу (батьки хотіли, щоб він став інженером-будівельником). Через три роки кидає університет, щоб стати професійним письменником.
У 1977 Памук закінчив інститут журналістики стамбульського університету. У 1985—1988 роках жив у США, працюючи (visiting scholar) у Колумбійському університеті (Нью-Йорк), але потім повернувся до Туреччини. Із 1982 по 2001 був одружений, (зараз розлучений), має доньку. Живе в Стамбулі.
12 жовтня 2006 Орхану Памуку була присуджена Нобелівська премія з літератури з формулюванням: автору, «який у пошуках меланхолійної душі рідного міста знайшов нові символи для зіткнення і переплетення культур».
Того ж року, після висунутих проти нього кримінальних звинувачень за досить відверті висловлювлювання щодо геноциду вірмен і курдів Памук повертається до США, де знову отримує посаду позаштатного професора Колумбійського університету, викладає порівняльну літературу.