Родился 26 сентября 1932 в Сталинабаде (ныне – Душанбе, Таджикистан) в семье учительницы и журналиста. В 1936 году отец Войновича был репрессирован по обвинению в антисоветской агитации (освобожден через пять лет). После войны семья Войновича часто переезжала, жила в России (Ставропольский край, Куйбышевская и Вологодская области, Москва) и Украине (Запорожье, Крым). До армии, в которой служил в 1951–1955 годах и где начал писать первые стихи, работал пастухом, столяром, плотником, слесарем, авиамехаником и инструктором сельского райисполкома.
Дважды неудачно поступал в Литературный институт им. Горького в Москве. Проучился полтора года в Московском пединституте (1957–1959), ездил на целину в Казахстан, где написал первые прозаические произведения. В 1960 году начал работать редактором на Всесоюзном радио. Вскоре написал стихи для песни о космонавтах "Четырнадцать минут до старта", после чего к нему пришла всесоюзная известность.
В 1961 году был принят в Союз писателей СССР, а в 1974 году исключен из него за правозащитную деятельность. В декабре 1980 года под давлением властей был вынужден эмигрировать. Жил в Германии и США. В 1981 году указом Леонида Брежнева лишен советского гражданства, которое девять лет спустя ему вернул Михаил Горбачев. С тех пор большую часть времени проводил в Москве.
Книги Войновича переведены на 30 языков. Его самые известные произведения – трилогия о солдате Иване Чонкине ("Жизнь и необычайные приключения солдата Ивана Чонкина", "Претендент на престол", "Перемещенное лицо"), "Москва 2042", "Монументальная пропаганда".
С 1995 года занимался живописью. Его картины выставлялись в России, Австрии и Германии. Был почетным членом Российской академии художеств.
Получил множество международных наград и почетных званий, в том числе Государственную премию Российской Федерации (2000) и премию им. Сахарова "За гражданское мужество писателя" (2002).
Скончался 27 июля 2018 года от сердечного приступа. Похоронен на Троекуровском кладбище в Москве. Был трижды женат, остались сын и дочь.
