Ο Θανάσης Βαλτινός γεννήθηκε το 1932 στον οικισμό «Καράτουλα», ο οποίος ανήκει στο σύμπλεγμα χωριών που αποτελούν το Καστρί Κυνουρίας. Το πραγματικό του επώνυμο είναι Σπανός. Στα χρόνια της κατοχής και του εμφυλίου η οικογένειά του μετακινήθηκε σε διάφορες πόλεις και ο Βαλτινός φοίτησε στα γυμνάσια Σπάρτης, Γυθείου και Τρίπολης λόγω των κατοχικών και των μετακατοχικών αυτών μετακινήσεων.
Το 1950 ήρθε στην Αθήνα και σπούδασε κινηματογράφο. Μετά το 1974 έζησε κατά διαστήματα στο εξωτερικό: Αγγλία, Δυτικό Βερολίνο και Η.Π.Α., καλεσμένος από Πανεπιστήμια ή άλλα πνευματικά ιδρύματα.
Το 1984 τιμήθηκε με το βραβείο σεναρίου στο Φεστιβάλ των Καννών για την ταινία του Θ. Αγγελόπουλου "Ταξίδι στα Κύθηρα".
Το 1990 τιμήθηκε επίσης με το Κρατικό Βραβείο Μυθιστορήματος για το βιβλίο: "Στοιχεία για την Δεκαετία του '60". Διετέλεσε μέλος της Ευρωπαϊκής Ακαδημίας Επιστημών και Τεχνών, της Εταιρείας Ελλήνων Θεατρικών Συγγραφέων, καθώς και της Εταιρείας Συγγραφέων της οποίας υπήρξε πρόεδρος επί σειρά ετών.
Διετέλεσε γενικός Διευθυντής του 2ου Καναλιού της Εθνικής τηλεόρασης 1989-1990. Στις 5 Ιουνίου 2008 εκλέχτηκε τακτικό μέλος της Ακαδημίας Αθηνών, στην έδρα της Νέας Ελληνικής Πεζογραφίας της Τάξης των Γραμμάτων και των Καλών Τεχνών.
