Édesapja, Déry Károly ügyvéd, édesanyja Rosenberg Ernesztina, bécsi kereskedő leánya. Az író négyéves korától kilencéves koráig ágyban feküdt csonttuberkulózissal közben pedig különböző külföldi gyógyintézetekben ápolták.
A Budapesti Kereskedelmi Akadémia elvégzése után egy évet töltött nyelvtanulással St Gallenben, majd tisztviselői állást kapott a nagybátyja, Rosenberg Hermann igazgatása alatt álló Nasici Rt. fakitermelő vállalatnál. Hat évig dolgozott ott, felváltva Galócáson és Pesten, időközben a kezdeti ismerkedési évek után vezető beosztásra szánta a család. Ám az író „sikeres” sztrájkot szervezett a vállalat alkalmazottai között, ezért a család büntetésből bevonultatta katonának.
1917-ben az Érdekes Újság ezer koronás regénypályázatot hirdetett, erre küldte be az író a Lia című kisregényét, amelyet a bíráló bizottság ugyan figyelemre méltónak titulált, ám a szerkesztőség nem vállalta a közlését, így a Nyugatban jelent meg, rögtön botrányt is kavarva. A megjelenés után a szerzőt szemérem elleni vétségért perbe fogták és 1200 korona pénzbüntetésre ítélték, amit különben a Nyugat szerkesztősége átvállalt.
1919-ben belépett a Kommunisták Magyarországi Pártjába és a Tanácsköztársaság idején tagja volt az Írói Direktóriumnak. Édesapja, aki ekkor hetvenhat éves volt, amikor utolsó vagyonát, a bérházát államosítják, öngyilkos lett. Végrendeletének egy részét olvashatjuk az író későbbi regényében, A befejezetlen mondatban. Az akkor már 25 éves fiú viszont lelkes kommunistának tartotta magát: a munkásmozgalom modern hangú költője volt. A Tanácsköztársaság bukását követően letartóztatták, majd szabadulása után házasságot kötött Pfeiffer Olgával, Pfeifer Salamon és Schwarcz Mária lányával Budapesten, az Erzsébetvárosban 1920. július 25-én, akivel később közösen az emigrációt választották.
1921-ben megjelent a Két nővér című elbeszélése a bécsi Pegasus kiadónál és több írása az erdélyi lapokban. „Még nem derült ki – írja róla Jordáky Lajos – , hogyan és ki által került kapcsolatba Déry Tibor az erdélyi radikális sajtóval, de tény, hogy már 1921-ben megjelennek írásai a kolozsvári Napkeletben és a Keleti Újságban.”
1924-ben Párizsba költözött, ahol előbb boltiszolgaként kereste a kenyérrevalót egy posztókereskedésben, majd mint nyelvtanár, később pedig mint bélyegkereskedő. 1926-ban az olaszországi Perugiába költözött, ahol drámaírásba kezdett, Óriáscsecsemő címmel, valamint a Hétszáz éves Szent Ferenc vagy az Assisi-film című művét alkotta.
1927-ben hazaköltözött Pestre, majd nem sokkal ezután elvált feleségétől; nagyjából ezzel egyidőben kezdett közölni a Korunkban. Egy évvel később megjelent az Énekelnek és maghalnak című verseskötete, melyről a következőt olvashatjuk Pomogáts Béla Déry-monográfiájában: „valóságos albuma a modern irányzatok törekvéseinek. Legfőként Kassáktól tanult.”
1937-ben lefordította Andé Gide Utazásom a Szovjetúnióban című művét, amelyért két havi fogházra és három évi hivatalvesztésre, valamint polgári jogainak ugyanilyen tartamú felfüggesztésére ítélték. „A fordítás és a körülötte támadt viharok különben jelentős szerepet játszottak Déry életében” – írja Ungvári Tamás Déry Tiborrról szóló érdekes könyvében. – Nyilvánvalóan igazságtalan, továbbá politikailag is meggondolatlan, elhamarkodott ítélet volt, hiszen joggal írja Déry: „A könyvet a fasiszta Olaszországban antikommunista műként, szabadon forgalmazták, Franciaországban szerzőjét a sztálinisták támadták – Magyarországon épp ellenkezőleg, fordítóját kommunista propagandáért elítélik.” A Gide-fordítás, melyet politikai aktusként fogtak fel, voltaképpen része volt annak a bérmunka-sorozatnak, amelyet az író kénytelen-kelletlen a megélhetésért vállalt.
1945 után az író ismét belépett a kommunista pártba, közben megismerkedett Oravecz Paula munkásírónővel akit nemsokára feleségül is vett. Három évvel később Kossuth-díjat kapott, Olaszországba utazott, majd részt vett a Varsói Békekongresszuson, ugyanebben az évben megjelent a Jókedv és buzgalom című elbeszéléskötete.
1955-ben házasságot kötött Kunsági Mária Erzsébettel (Böbe), ő lett Déry harmadik felesége. A következő években tovább folytatta alkotó munkáját, olyan művek fémjelzik e korszakot, mint a Simon Menyhért születése, Talpsimogató, A ló meg az öregasszony, Niki. Egy kutya története.
Ha fontosabb életrajzi adataival egybevetjük Déry Tibor legjellemzőbb novelláinak keletkezési idejét, a következő korszakhatárokat figyelhetjük meg életművében: A prágai lány (1931) a polgári-értelmiségi létforma kiúttalansága; Svájci történet (1936) a munkásokkal szimpatizáló demokratikus eszménykeresés; Alvilági játékok (1945), Jókedv és buzgalom (1946) a háború embertelensége és a nyomor; A fehér pillangó (1950) és a Simon Menyhért születése (1953) új eszménykeresés, romantikus illúzió; Szerelem (1956) illúziókról lemondó, szigorú számvetés, majd a Capricciók (1966) korszaka, amelyben már az emberi lét, értelem és elmúlás kérdésköreivel, hiten, illúzión és kiábránduláson túli gondolkodó érett írói szemlélete fogalmazódik meg, a legmodernebb irodalmi formában.
Életművében stilisztikailag az expresszionizmustól, a realizmuson át a groteszkig vezet ez az út, de mindvégig megőrzi a szürreálishoz vonzódó nagy epikus részletező hajlamát, mesélőkedvét. Elbeszéléseinek részletező, kifejtő, minden magyarázatot végiggondoló szerkezeti felépítése nem korunk sokkoló, tömör novella-eszményét követi, hanem minden egyes rövid írásán egy-egy nagy regény lendületét érezzük, a létet a maga teljességében megragadni akaró művész első akkordjaiként szemlélhetjük.
1956 júniusában a Petőfi-köri sajtóvitában a pártvezetést egyoldalúan bíráló felszólalása után kizárták a pártból, ezt követően föllépett a Forradalmi Munkás-Paraszt Kormány ellen, amiért kilencévi börtönbüntetésre ítélték. Büntetését 1961-ben felfüggesztették, majd teljes amnesztiát kapott. A nyarakat balatonfüredi Tamás-hegyi házában töltötte. Itt készült róla a Magyar Televízió 1977-ben sugárzott műsora. Tiszteletére létrehozták a Déry Tibor Díjat, amit először 1984-ben adtak át. 1977 augusztus 18-án, 83 éves korában, dicsősége teljében halt meg.