Luis Fernando Vallejo Rendón nace en el 24 de octubre de 1942 en la ciudad de Medellín, Colombia. Es hijo del exsecretario de Gobierno y abogado conservador Aníbal Vallejo Álvarez. Desde pequeño muestra interés por la música clásica, en particular por las obras de Mozart, Chopin, Gluck y Strauss, que ejecuta en piano. Luego de realizar sus estudios primarios y secundarios en su Medellín natal, Vallejo se traslada a Bogotá para estudiar en la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Nacional de Colombia. Sin embargo, luego de un año la abandona y comienza a estudiar Biología en la Pontifica Universidad Javeriana. Tras obtener el título de biólogo, viaja a Italia para estudiar cine en la Escuela Experimental Cinecittá. En 1971 se traslada a Ciudad de México, donde producirá prácticamente la totalidad de su obra. También allí vive con su pareja, el escenógrafo mexicano David Antón, hasta la muerte de este, en 2018.
En abril de 2007, Fernando Vallejo obtiene la nacionalidad mexicana y, al mes siguiente, renuncia a la colombiana. En declaraciones posteriores a la renuncia, Vallejo se refiere a Colombia como "esa mala patria", y afirma que no quiere volver a saber nada de ella. Estas palabras, por supuesto, producen reacciones encontradas. Así y todo, cinco meses más tarde, en octubre de 2007, Vallejo afirma que iniciará los trámites para recuperar su nacionalidad colombiana y confiesa que la renuncia se debió a la querella que un grupo de personas interpuso contra él por escribir un artículo para la revista SoHo, en el que criticaba la religión católica.
Fernando Vallejo se caracteriza por tener un estilo frontal y punzante, tanto en su obra literaria como en sus declaraciones públicas. En ese sentido, desde siempre ha criticado las instituciones que representan los pilares de la sociedad colombiana: la iglesia, la familia y la clase política. Estas críticas se basan en la falsa moral que estas instituciones predican y en la corrupción que se ve en todas ellas. Asimismo, es un tenaz opositor al expresidente Álvaro Uribe y a todos los políticos alineados con este.
Por otro lado, Vallejo se ha declarado abiertamente homosexual, ateo, vegano y defensor de los derechos de los animales, todas cuestiones que estarán siempre muy presentes en su obra. Como el propio autor ha manifestado en varias oportunidades, no tiene interés en escribir novelas con un narrador en tercera persona porque, según él, se basan en fórmulas que todos conocemos. En relación con esto, cabe decir que sus libros siempre están escritos en primera persona y con un tono más bien resuelto y vigoroso, circunstancias narrativas que propician que las cuestiones autobiográficas que Vallejo incluye se integren de manera orgánica en la ficción.
Así y todo, es necesario aclarar que más allá de que sus ficciones están plagadas de cuestiones autobiográficas, Fernando Vallejo escribe explícitamente su autobiografía titulada El río del tiempo, compuesta por cinco libros: Los días azules (1985), El fuego secreto (1987), Los caminos a Roma (1988), Años de indulgencia (1989) y Entre fantasmas (1993).
En 1994 se publica La virgen de los sicarios, una novela que está por fuera de su ciclo biográfico, aunque el narrador es fácilmente identificable con Vallejo. Esta novela aborda el tema de la violencia que se vive en Medellín en esa época y el fenómeno del sicariato.
Otras obras del autor son La rambla paralela (2002), Mi hermano el alcalde (2004) y El desbarrancadero (2001), novela con la cual gana el premio Rómulo Gallegos en 2003.
Asimismo, Fernando Vallejo también se destaca como cineasta. En México escribe y dirige dos películas: Crónica roja (1977) y En la tormenta (1980). Tanto en sus películas como en la mayoría de sus novelas, el escenario es Colombia y los temas recurrentes son la violencia, la homosexualidad, las drogas, la muerte, la defensa de los animales, la religión y las enfermedades.
Por otro lado, Vallejo también ha escrito ensayos: Logoi: una gramática del lenguaje literario (1983), La tautología darwinista (1998), Manualito de imposturología física (2005) y La puta de Babilonia (2007), ensayo con el que critica el cristianismo y la Iglesia católica.
En el año 2011, Fernando Vallejo gana el Premio FIL de Literatura en Lenguas Romances otorgado por la Feria Internacional del Libro de Guadalajara.