1950年吾妻日出夫出生于北海道十胜郡浦幌町。在高中时他因石之森章太郎的《漫画家入门》一书开始有了成为漫画家的志向。在从高中毕业后,他开始向《周刊少年Sunday》等杂志不记名投稿,并在1970年开始在《漫画王》独立连载。1972年,他凭借漫画《2人对5人》一举成名,并在之后几年将美少女、科幻与搞笑题材结合起来,成为了这一时间段最为炙手可热的漫画家,并与大友克洋、石川润并称为“科幻漫画新浪潮三巨头”。在这些领域获得成功后,吾妻日出夫笔锋一转,于1979年和冲由加雄等人创办了日本历史上第一部男性向萝莉控同人志《Cybele》(1979年4月~1981年4月)。这一作品在日本得到了广泛的关注,同时这一同人志中由吾妻日出夫主笔的少女形象也成了日后符合绝大多数御宅族审美的女性形象的来源,而吾妻日出夫也获得了无数赞誉,例如“御宅文化鼻祖”“萌文化的原点”等。不过,这几年吾妻日出夫由于名声较高而同时连载多个作品,无穷尽的催稿、永远画不完的漫画与日益枯竭的灵感让他承受了巨大的心理负担。
1985年,吾妻日出夫进入低迷期。80~90年代的吾妻日出夫在生理和心理上都出现了巨大的问题:他两度失踪后被发现流浪在街头,多次因酗酒而入院治疗,尝试自杀,甚至偷盗自行车,并以此来逃避漫画业界。不过在1999年经三个月住院生活而出院后,吾妻日出夫戒了酒,重新拿起画笔开始画漫画。2005年,吾妻日出夫最负盛名的作品《失踪日记》发行,作品中对他低迷期生活的戏谑描写让这部作品瞬间得到媒体与漫画界关注,打动了无数读者。这部漫画成为了日本第一部同时获得漫画界三大奖项的作品,而吾妻日出夫在完成这部漫画后创作速度也大大降低,在2017年罹患食道癌后逐渐淡出漫画业界。
2019年10月13日,吾妻日出夫在东京的一家医院去世,享年69岁。
吾妻日出夫对于日本美少女、萝莉控和科幻题材漫画与动画的贡献是巨大的。他发扬了与手冢治虫所截然不同的复合型漫画符号,在他之后有无数的漫画家把学习他的笔法作为绘制漫画的第一课,高桥留美子、柴文门等都是他的忠实粉丝,而庵野秀明的漫画处女作也有吾妻日出夫笔下角色的客串。而他从正规漫画家转而兼任同人作家的行为也在当时独树一帜,打破了所谓商业漫画和同人漫画的隔膜。在2005年《失踪日记》发表后,他不仅包揽了日本漫画界三大奖项,同时还引发了社会对于漫画家处境的史无前例的关注。