Geboren te Oslo, Oslo. Jo Nesbø is een Noors popmuzikant bij de in eigen land zeer bekende band Di Derre, econoom, voormalig voetballer, verslaggever en schrijver van misdaadverhalen en kinderboeken. Zijn moeder was bibliothecaresse en zijn vader zat elke middag in de woonkamer te lezen. En hij vertelde verhalen. Lange verhalen die ze al eerder hadden gehoord, maar op zo'n manier dat ze ze nog een keer wilden horen. Toen hij zeven was, plukte hij Lord of the Flies van de boekenplank en vroeg zijn vader om het voor te lezen. Niet zozeer omdat hij een goede smaak had, maar omdat op de cover een afbeelding stond van een varkenskop met bloedvlekken die op een paal was gespietst. Zijn vader las het en hij dacht dat hij het verhaal zelf spannender had kunnen maken. Hij begon al indruk te maken op leeftijdsgenoten en wat oudere kinderen met zijn gruwelijke spookverhalen. In zijn jeugd speelde hij samen met zijn jongere broer Knut, betaald voetbal voor Molde FK. Problemen met zijn kruisbanden in beide knieën maakte een voortijdig einde aan een profcarrière. Studeerde economie aan de Norges Handelshøyskole in Bergen. Hij werkte als freelance journalist en effectenmakelaar voordat hij zijn schrijverscarrière begon.
In maart 2014 waren er in Noorwegen meer dan 3 miljoen exemplaren van zijn romans verkocht, en in 2021 had hij wereldwijd meer dan 50 miljoen exemplaren verkocht, wat hem de succesvolste Noorse auteur aller tijden maakt. Zijn werk is in meer dan 50 talen vertaald.
Nesbø is vooral bekend om zijn misdaadromans met inspecteur Harry Hole, die hoofdpersonage van zijn misdaadverhalen is en aan de drank verslaafd. Een verfilming van The Snowman, met Tomas Alfredson als regisseur, en met in de hoofdrollen Michael Fassbender, Rebecca Ferguson en Charlotte Gainsbourg, ging in oktober 2017 in première. De opnames voor een televisiebewerking van Detective Hole van Jo Nesbø begonnen in 2024 in Oslo.
Nesbø ontving de Rivertonprisen, een jaarlijkse prijs voor de beste literaire thriller in Noorwegen en de Glazen Sleutel, een jaarlijkse prijs voor de beste literaire thriller in Scandinavië voor zijn boek Vleermuisman.
Nesbø woont dichtbij zijn ex-vrouw en hun dochter in Oslo. Nesbø is een toegewijde rotsklimmer die op 50-jarige leeftijd serieus begon met klimmen. In 2023 bereikte hij een lang gekoesterde doelstelling om een Franse sportroute van graad 8a te beklimmen.