Роджер Желязны родился 13 мая 1937 года в городе Юклид (штат Огайо) в семье поляка Юзефа Желязны (Żelazny по-польски означает «железный») и ирландки Жозефины Суит Желязны. Уже в десять лет Роджер писал сказки. В 1955 году окончил среднюю школу и поступил на отделение психологии в кливлендский Кейсовский технологический институт. Сменил специальность, перейдя на отделение английской словесности с факультета психологии. Через два года сдал на бакалавра и перебрался в Колумбийский университет (штат Нью-Йорк). В 1962 году получил степень магистра в Колумбийском университете по специальности «Драма Елизаветинской и Яковианской эпох».
В годы учёбы Желязны занимался дзюдо и восточными единоборствами, писал и издавал стихи, писал, но не издавал фантастические рассказы, учился играть в шахматы, изучал хинди и японский, увлёкся медитацией и мистикой.

В конце 1960 года вступил в ряды Национальной гвардии, прослужил в Техасе шесть месяцев. С 1963 года по 1966 год был резервистом армии США. Одно время входил в состав боевого расчёта ракет «Ника» (англ. Nike)[уточнить], а последние годы службы провёл в подразделении психологической войны, откуда и был с почётом уволен в запас.

В 1962 году журнал «Amazing Stories» опубликовал его первый рассказ «Игра страстей». Первую номинацию на премию «Хьюго» он получил за повесть «Роза для Экклезиаста» (1963), а в 1965 году его ждал полный успех — одна премия «Хьюго» и сразу две «Небьюла».

В 1964 году женился на Шэрон Стиберл (англ. Sharon Steberl) и развёлся в 1966 году. После Национальной гвардии он работал в системе социального страхования. В 1965 году его перевели на службу в Балтимор, штат Мэриленд, одновременно в 1967—1968 годах являлся секретарём-казначеем Ассоциации писателей-фантастов. В Балтиморе он встретил Джуди Кэллахан (англ. Judith Alene Callahan), на которой женился 20 августа 1966 года, и которая родила ему троих детей — сыновей Девина (1971) и Джонатана Трента (1976), а также дочь Шаннон (1979).

В 1968 году, по совету Роберта Силверберга, Роджер Желязны заводит себе литературного агента. В 1969 году увольняется с государственной службы и становится профессиональным писателем. В 1975 году решает с семьёй переехать из Балтимора в Санта-Фе (штат Нью-Мексико). Известно, что Желязны перед смертью развёлся с женой и жил некоторое время с Джейн Линдскольд, с которой написал несколько романов.

В Санта-Фе Роджер Желязны написал большинство своих книг, получил чёрный пояс по айкидо, воспитывал своих детей и работал «чтецом» фантастических рассказов на радио.

На счету Р. Желязны около 20 романов и четыре сборника рассказов. Он шесть раз получал премию «Хьюго», три — «Небьюла», один раз — французскую «Аполло», был удостоен премии журнала «Локус» за создание «Хроник Амбера». Написал несколько произведений в соавторстве с Филипом Диком, Фредом Саберхагеном, Томасом Т. Томасом и Робертом Шекли.

Серия романов «Хроники Амбера» объединена сквозным сюжетом и общими главными героями.

Роджер Желязны скончался 14 июня 1995 года на 59-ом году жизни в больнице Сент-Висент города Санта-Фе от почечной недостаточности, вызванной колоректальным раком. Тело писателя было кремировано, а прах, согласно его воле, развеян над горами возле Санта-Фе.