En 1929, il commence à exercer plusieurs métiers et collabore à divers journaux, avant de rencontrer Denoël qui l'engage comme chef de fabrication.

En 1948, son roman Le Diable m'emporte est un échec et il se tourne vers le cinéma. Il sera dialoguiste d'une vingtaine de films dont les Don Camillo et Le Guépard.

C'est avec La Nuit des temps, en 1968, que son talent de romancier s'affirme. Chroniqueur au Journal du dimanche, il rassemblera ses propos dans Les années de la Lune, de la Liberté et de l'Homme.

Depuis le 24 novembre 1985, il repose au cimetière de son village natal.

En France, Barjavel est à l'origine de l'engouement pour la science-fiction, genre considéré jusque-là comme mineur. Son imagination visionnaire l'a poussé à poser les grandes questions que le progrès soulève, aujourd'hui plus que jamais.