Родился 19 июня 1924 в д.Череновщина Витебской обл. (Белоруссия) в крестьянской семье. По окончании сельской школы поступил в Витебское художественное училище. Учеба была прервана Великой Отечественной войной. В 1941 Быков ушел добровольцем на фронт, прошел всю войну и закончил ее в Австрии. По окончании войны еще 10 лет оставался кадровым офицером.

Война оказала решающее влияние на формирование личности Быкова и стала центральной темой его творчества. Первые рассказы, написанные на белорусском языке на военную тему "Смерть человека" и "Обозник", прозаик опубликовал в 1955. Действие повести "Журавлиный крик" (1961) также происходит на фронте. Известность Быкову принесла повесть "Третья ракета" (1962), переведенная на русский язык. После нее Быков сам переводит свои произведения на русский язык либо авторизует переводы. Некоторые произведения Быкова, наиболее очевидно разрушающие идеологические стереотипы, сначала издавались на русском языке и лишь после этого публиковались на белорусском.

Критики отнесли произведения Быкова к так называемой «лейтенантской прозе», представленной в русской литературе творчеством Ю.Бондарева и К.Воробьева. Шквал официальной критики вызвала повесть "Мертвым не больно" (1966), в которой «мясорубка войны» была показана с присущим Быкову беспощадным реализмом.

Излюбленным жанром Быкова стала повесть. В центре каждой из них оказывалась нравственная проблема, которую писатель «растворял» в напряженном военном эпизоде – как правило, не слишком протяженном во времени. Он не раз говорил и писал о том, что его интересуют те ситуации, которые дают возможность наиболее полного раскрытия характеров, позволяют сделать зримой человеческую сущность в момент ее наиболее яркого проявления. Чаще всего духовные взлеты героев заканчивались смертью. Так, герой повести "Альпийская баллада" (1964), русский военнопленный Иван, погибал, спасая итальянку Джулию, с которой судьба свела его на несколько дней, чтобы после ада концлагеря испытать короткое счастье любви. "Альпийская баллада" – одно из первых произведений советской литературы, в котором плен был показан не как вина, а как трагедия героя.

Действие многих повестей Быкова связано с жизнью людей во время фашистской оккупации – в партизанских отрядах и белорусских деревнях. Центральной для этих произведений становилась тема предательства. Главный герой повести "Сотников" (1970) способен сохранить в себе человечность и верность долгу, в его спутнике Рыбаке страх смерти оказывается сильнее и он становился предателем. Сотникова казнили фашисты, Рыбак сохранял собственную жизнь ценой чужих жизней, и это обрекало его на вечную нравственную муку. На добровольную гибель шел и герой другой повести – "Обелиск" (1972): школьный учитель жертвовал собой, спасая своих учеников. Повествование ведется от лица одного из выживших подростков, и читателю предоставляется возможность самому делать выводы о мотивах поступков учителя.

За повести "Обелиск" и "Дожить до рассвета" (1974) Быкову была присвоена Государственная премия СССР. Живя в Бресте и Минске, народный писатель Белоруссии Быков печатался в журнале «Новый мир» и в 1970–1980-е годы входил в руководящие органы Союза писателей СССР. Большинство критиков считает его творчество неотъемлемой частью русской литературы.

Повесть "Пойти и не вернуться" (1978), действие которой происходит в 1942 в оккупированной Белоруссии, была инсценирована автором и с успехом шла в театрах Белоруссии и России.

В годы перестройки Быков стал одним из первых писателей, показавших трагедию деревни в 1930-е годы, когда сталинское правление привело крестьян к фактическому состоянию крепостных и довело их до нищеты. Такова судьба главных героев повести "Знак беды" (1986), белорусских хуторян Петрока и Степаниды. Несмотря на все унижения, они отказываются служить фашистам, которые не считают их людьми. В повести воплощается важнейшая идея творчества Быкова: человеческое достоинство дороже, чем жизнь. В ней появляется и новая для писателя мысль – что страдания народа во время войны не случайны и, несмотря на ужас происходящего, даже закономерны. Петрок и Степанида жили на хуторе, отнятом у старого помещика. Оставшись без крова, помещик покончил с собой, и Степанида восприняла его самоубийство как знак грядущей беды. В финале повести Степанида сжигает себя, чтобы не попасть в руки полицаев, а спрятанная ею неразорвавшаяся бомба остается в земле как знак новой беды, ждущей своего часа. За повесть "Знак беды" Быков был удостоен Ленинской премии.

Судьба простого крестьянина Хведора Ровбы, раздавленного тоталитарным режимом, стала темой повести "Облава" (1990). Военная тема остается центральной в творчестве Быкова. В повести "Карьер" (1986) речь идет о человеке, по невольной вине которого погибла женщина; в финале повести через неизбывность этой вины герой приходит к вере в Бога. Право человека решать, жить другим людям или умирать, является центральной темой повести "В тумане" (1987).

В конце 1990-х годов Быков вынужден был уехать из Белоруссии в Европу – сначала в Финляндию, затем в Германию. В рассказе "Пасхальное яичко" (2000), написанном, по оценкам критиков, в лесковских традициях, действие происходит в послевоенной белорусской деревне. Таким образом, временные рамки быковского повествования расширяются. Однако важнейшие мысли и идеи – в частности, мысль о вине и наказании – остаются прежними. Грех председателя-коммуниста, в Пасху заставившего односельчан возить навоз, отдается в рассказе страшной Божьей карой невинным людям.

В 2000 Быков был удостоен премии «Триумф».

Умер 22 июня 2003 в Минске.