Kateb Yacine est né vraisemblablement le 2 août 1929 (peut-être le 6 août) à Constantine mais se trouve inscrit à Conté Smendou, aujourd'hui Zighoud Youcef. Il est issu d'une famille berbère chaouis lettrée de l'est algérien (Nadhor), appelée Kheltiya (ou Keblout). Son grand-père maternel est bach adel, juge suppléant du cadi, à Condé Smendou (Zighoud Youcef), son père avocat et la famille le suivent dans ses successives mutations. Le jeune Kateb (nom qui signifie « écrivain ») entre en 1934 à l'école coranique de Sedrata, en 1935 à l'école française à Lafayette (Bougaa en basse Kabylie, actuelle wilaya de Sétif) où sa famille s'est installée, puis en 1941, comme interne, au collège de Sétif, Albertini puis Kerouani après l'indépendance.
Kateb Yacine se trouve en classe de troisième quand éclatent les manifestations du 8 mai 1945 auxquelles il participe et qui s'achèvent sur le massacre de milliers d'algériens par la police et l'armée françaises. Trois jours plus tard il est arrêté et détenu durant deux mois. Il est définitivement acquis à la cause nationale tandis qu'il voit sa mère « devenir folle ». Exclu du lycée, traversant une période d'abattement, plongé dans Baudelaire et Lautréamont, son père l'envoie au lycée de Bône (Annaba). Il y rencontre \"Nedjma\" (l'étoile), \"cousine déjà mariée\", avec qui il vit \"peut-être huit mois\", confiera-t-il et y publie en 1946 son premier recueil de poèmes. Déjà il se politise et commence à faire des conférences sous l'égide du PPA, le grand parti nationaliste, de masse, de l'époque. En 1947 Kateb arrive à Paris, « dans la gueule du loup » et prononce en mai, à la Salle des Sociétés savantes, une conférence sur l'Emir Abdelkader, adhère au Parti communiste algérien. Au cours d'un deuxième voyage en France il publie l'année suivante Nedjma ou le Poème ou le Couteau (« embryon de ce qui allait suivre ») dans la revue Le Mercure de France. Journaliste au quotidien Alger républicain entre 1949 et 1951, son premier grand reportage a lieu en Arabie saoudite et au Soudan (Khartoum). À son retour il publie notamment, sous le pseudonyme de Saïd Lamri, un article dénonçant l'« escroquerie » au lieu saint de La Mecque.
Après la mort de son père, survenue en 1950, Kateb Yacine devient docker à Alger, en 1952. Puis il s'installe à Paris jusqu'en 1959, où il travaille avec Malek Haddad, se lie avec M'hamed Issiakhem et, en 1954, s'entretient longuement avec Bertolt Brecht. En 1954 la revue Esprit publie « Le cadavre encerclé » qui est mis en scène par Jean-Marie Serreau mais interdit en France. Nedjma paraît en 1956 (et Kateb se souviendra de la réflexion d'un lecteur : C'est trop compliqué, ça. En Algérie vous avez de si jolis moutons, pourquoi vous ne parlez pas de moutons ?). Durant la guerre de libération, Kateb Yacine, harcelé par la Direction de la surveillance du territoire, connaît une longue errance, invité comme écrivain ou subsistant à l'aide d'éventuels petits métiers, en France, Belgique, Allemagne, Italie, Yougoslavie et Union soviétique.
En 1962, après un séjour au Caire, Kateb Yacine est de retour en Algérie peu après les fêtes de l'Indépendance, reprend sa collaboration à Alger républicain, mais effectue entre 1963 et 1967 de nombreux séjours à Moscou, en Allemagne et en France tandis que La femme sauvage, qu'il écrit entre 1954 et 1959, est représentée à Paris en 1963, Les Ancêtres redoublent de férocité en 1967, La Poudre d'intelligence en 1968 (en arabe dialectal à Alger en 1969). Il publie en 1964 dans \"Alger républicain\" six textes sur \"Nos frères les Indiens\" et raconte dans \"Jeune Afrique\" sa rencontre avec Jean-Paul Sartre, tandis que sa mère est internée à l'hôpital psychiatrique de Blida (« La Rose de Blida », dans Révolution Africaine, juillet 1965). En 1967 il part au Viêt Nam, abandonne complètement la forme romanesque et écrit L'homme aux sandales de caoutchouc, pièce publiée, représentée et traduite en arabe en 1970.
Mur d'une rue d'Alger, affiche de M'hamed Issiakhem pour un spectacle de Kateb Yacine, 1978
La même année, s'établissant plus durablement en Algérie et se refusant à écrire en français, Kateb commence, « grand tournant », à travailler à l'élaboration d'un théâtre populaire, épique et satirique, joué en arabe dialectal. Débutant avec la troupe du Théâtre de la Mer de Bab El-Oued en 1971, prise en charge par le ministère du Travail et des Affaires sociales, Kateb parcourt avec elle pendant cinq ans toute l'Algérie devant un public d'ouvriers, de paysans et d'étudiants. Ses principaux spectacles ont pour titres Mohamed prends ta valise (1971), La Voix des femmes (1972), La Guerre de deux mille ans (1974) (où reapparaît l'héroïne ancestrale Kahena) (1974), Le Roi de l'Ouest (1975) [contre Hassan II], Palestine trahie (1977). Entre 1972 et 1975 Kateb accompagne les tournées de Mohamed prends ta valise et de La Guerre de deux mille ans en France et en RDA. Il se trouve « exilé » en 1978 par le pouvoir algérien à Sidi-Bel-Abbès pour diriger le théâtre régional de la ville. Interdit d'antenne à la télévision, il donne ses pièces dans les établissements scolaires ou les entreprises. Ses évocations de la souche berbère et de la langue tamazirt, ses positions libertaires, notamment en faveur de l'égalité de la femme et de l'homme, contre le retour au port du voile, lui valent de nombreuses critiques.
En 1986 Kateb Yacine livre un extrait d'une pièce sur Nelson Mandela, et reçoit en 1987 en France le Grand prix national des Lettres. En 1988 le festival d'Avignon crée Le Bourgeois sans culotte ou le spectre du parc Monceau écrit à la demande du Centre culturel d'Arras pour le bicentenaire de la Révolution française (sur Robespierre). Il s'installe à Vercheny (Drôme) et fait un voyage aux États-Unis mais continue à faire de fréquents séjours en Algérie. Sa mort laisse inachevée une œuvre sur les émeutes algériennes d'octobre 1988. En 2003 son œuvre est inscrite au programme de la Comédie-Française.
Instruit dans la langue du colonisateur, Kateb Yacine considérait la langue française comme le « butin de guerre » des Algériens. « La francophonie est une machine politique néocoloniale, qui ne fait que perpétuer notre aliénation, mais l'usage de la langue française ne signifie pas qu'on soit l'agent d'une puissance étrangère, et j'écris en français pour dire aux français que je ne suis pas français », déclarait-il en 1966. Devenu trilingue, Kateb Yacine a également écrit et supervisé la traduction de ses textes en berbère. Son œuvre traduit la quête d'identité d'un pays aux multiples cultures et les aspirations d'un peuple.
Kateb Yacine est le père de Nadia, Hans et Amazigh Kateb, leader et chanteur du groupe Gnawa Diffusion, depuis 2009 producteur en nom propre de ses albums.