מרן חכם עובדיה יוסף נולד לאמו גורג'יה ולאביו יעקב ביום י"ב בתשרי תרפ"א (1920) בבגדאד שבעיראק.
בשנת תרפ"ד (1924), והוא בן 4, עלה עם משפחתו לארץ ישראל, שהתיישבה בשכונת 'בית ישראל'. הוא למד בתלמוד תורה 'בני ציון' שבשכונת הבוכרים. בשנת תרצ"ג (1933), עבר ללמוד בישיבת 'פורת יוסף' שבעיר העתיקה. ראש הישיבה, חכם עזרא עטייה, שימש עבורו כאב רוחני.
בשנת תרצ"ז (1937), והוא בן 18, נשלח להחליף את חכם יעקב דואק בשיעור יומי בהלכה בבית הכנסת 'אוהל רחל' של עולי פרס בשכונת 'בית ישראל'. בשיעוריו חלק על פסיקות ה'בן איש חי'. אף שדבריו עוררו תרעומת, בעידודו של חכם עזרא עטיה, המשיך בדרכו והשגותיו פורסמו, בסדרת הספרים 'הליכות עולם'.
בשנת ת"ש (1940), והוא בן עשרים, הוסמך לרבנות ודיינות על ידי חכם בן ציון מאיר חי עוזיאל. בשנת תש"ד (1944), נשא לאישה את מרגלית, בתו של אברהם הלוי פטאל. במהלך השנים, נולדו להם אחד עשר ילדים.
בשנת תש"ה (1945) שימש דיין בבית הדין בירושלים. בשנת תש"ז (1947) מרן חכם עובדיה יוסף עבר למצרים, שם היה סגנו של הרב הראשי החכם נחום אפנדי, אב בית דין וראש הישיבה 'אהבה ואחווה'.
בשנת תש"ט (1950) מרן חכם עובדיה יוסף התפטר מתפקידיו במצרים ושב לארץ ישראל. הוא המשיך בלימודו בבית המדרש 'בני ציון' ושימש כדיין בבית הדין האזורי בפתח תקווה. בבית הדין, פסק מרן חכם עובדיה יוסף כמנהג הספרדים, והתיר יבום ולא חליצה, בניגוד לתקנות של הרבנות הראשית לישראל.
בשנת תשי"ב (1952) פרסם את ספרו על הלכות הפסח 'חזון עובדיה', בשנת תשי"ד (1954) זכה בפרס הרב קוק, ייסד ישיבה לאברכים ספרדים - 'אור התורה', ופרסם את הכרך הראשון בסדרת שו"ת 'יביע אומר'.
בשנת תשי"ח (1958) כיהן כדיין בבית הדין האזורי בירושלים, ובשנת תשכ"ה (1965) היה לחבר בית הדין הרבני הגדול. בשנת תשכ"ט (1968) נבחר לכהן כרב ראשי בתל אביב-יפו. בכהונתו כרבה של תל אביב, המשיך לחזק את קו הפסיקה הספרדי, ש'כוח ההיתר - עדיף', ובשנת תש"ל (1970) זכה לפרס ישראל.
בשנת תשל"ג (1972) מרן חכם עובדיה יוסף מונה לראשון לציון. בתקופת כהונתו התיר נישואין עם קראים, לאחר שקבלו על עצמם שמירת מצוות; קבע כי 'ביתא ישראל' הם יהודים לכל דבר. פסיקה היסטורית, שהובילה להחלת חוק השבות על יהודי אתיופיה; והתיר את עגונות נעדרי צה"ל במלחמת יום הכיפורים. בשנת תשל"ז (1977) פרסם את הכרך הראשון בסדרת שו"ת 'יחווה דעת', המבוססים על 'פינת הלכה' בקול ישראל.
בשנת תשמ"ג (1983), בעקבות חוק שקצב את כהונתם של הרבנים הראשיים, הסתיימה כהונתו כרב ראשי. שנה לאחר מכן, הוקמה תנועת ש"ס, והוא היה מנהיגה הרוחני ונשיא מועצת חכמי התורה.
בשנת תשנ"ד (1994) מתה עליו אשתו מרגלית. ביום ג' בחשוון בשנת תשע"ד (2013) נפטר מרן חכם עובדיה יוסף כרבם של כל ישראל. בהלווייתו השתתפו המונים, כמיליון במספר, והוא נטמן בבית הקברות סנהדריה.