1975年生於兵庫縣。畢業於玉川大學，出道前曾擔任過推銷員。

2004年推出第一部長篇小說《背之眼》便一鳴驚人，贏得第5屆「恐怖懸疑小說大賞」特別獎。2007年以《影子》獲頒第7屆「本格推理大賞」；2009年以《烏鴉的拇指》贏得第62屆「日本推理作家協會賞」；2010年以《龍神之雨》獲得第12屆「大藪春彥賞」，以《光媒之花》獲得第23屆「山本周五郎賞」；2011年再以《月亮與螃蟹》榮獲第144屆「直木賞」，並成為史上第一位連續五屆入圍的作家。
道尾屬於天才型作家，一部長篇小說往往只需要一兩個月就能完成，篇幅長短也能控制自如，而融合推理和恐怖元素的獨特風格，更受到讀者和媒體極高評價，被譽為「本格推理的新希望」。

他從《烏鴉的拇指》開始拓展更多元的寫作路線，包括改編日劇的浪漫愛情故事《月之戀人》，以及探討家庭問題的《喜鵲們的四季》等，不再侷限於固定的類型，卻每每都能交出令人驚喜的成績。
另著有《向日葵不開的夏天》、《骸之爪》、《獨眼猴》、《所羅門之犬》、《鼠男》、《球體之蛇》等書。