Otto Julius Bierbaum wird am 28. Juni 1865 in Grünberg in Niederschlesien als Sohn einer Gastwirts- und Konditorsfamilie geboren. Nach der Schulzeit am Leipziger Thomasgymnasium studiert er Jura und Philosophie in Zürich, Leipzig, München und Berlin. 1887 zieht Otto Julius Bierbaum nach München mit dem Ziel, als Schriftsteller und Journalist ein Auskommen zu finden. Zunächst wohnt er zur Untermiete in der Schwabinger Kaulbachstrasse und verdient sein Geld mit Feuilletons und Rezensionen.

Als rühriger Literat und Herausgeber wird Otto Julius Bierbaum zu einem wichtigen Vertreter der Münchner Moderne. Nach und nach erscheinen seine ersten Gedichtanthologien: Liliencrons Gedichte (1890), Deutsche Lyrik von heute (1891) und Modernes Leben (1892). Zusammen mit Michael Georg Conrad, Hanns von Gumppenberg, Georg Hoffmann und Julius Schaumberger gründet er die Gesellschaft für modernes Leben, die sich die Förderung der modernen Literatur zur Aufgabe macht. Vor allem setzt er sich für die Anerkennung junger Dichter wie Detlev von Liliencron und Richard Dehmel ein. Die literarische Zeitschrift Modernes Leben erscheint unter Bierbaums Herausgabe erstmals 1891. Mit dem Erzählband Studentenbeichten wird er 1892 weithin bekannt. Außerdem ediert er 1893 und 1894 den Modernen Musen-Almanach und ist Mitbegründer der Kunstzeitschrift Pan (1894).

Als 1896 die satirische Zeitschrift Simplicissmus erscheint, gehört Bierbaum zu den ersten Mitarbeitern. Nach der Hochzeit mit der Dießener Lehrerstochter Gusti Rathgeber lebt Bierbaum für einige Jahre in Berlin, dann auf Schloss Englar bei Eppan in Südtirol. 1900 kehrt er zurück nach München, wo ein großer Teil seiner Werke entsteht. Zusammen mit Otto Falckenberg und Frank Wedekind wirkt Otto Julius Bierbaum 1901 an der ersten „Exekution“ des Münchner Kabaretts Die Elf Scharfrichter mit. Sein 1897 erschienener autobiografischer Roman Stilpe. Ein Roman aus der Froschperspektive liefert die Vorlage für die Kunstform des modernen literarischen Varietés, u.a. soll er Ernst von Wolzogen zur Gründung seines Berliner Überbrettl inspiriert haben. Bierbaum verfasst Liedtexte und Chansons und gilt als meisterhafter Lyriker. 1901 erscheint seine Gedichtsammlung Irrgarten der Liebe. Die erste Auflage von 5000 Stück ist innerhalb von wenigen Wochen vergriffen. 1906 erweitert Otto Julius Bierbaum die Sammlung und veröffentlicht sie unter dem Titel Der neubestellte Irrgarten der Liebe.

Bei seinen Publikationen widmet sich Bierbaum intensiv den Fragen der Buchausstattung und Typographie. Zusammen mit Rudolf Alexander Schröder und Alfred Walter Heymel gründet er 1899 die monatlich erscheinende Kunstzeitschrift Die Insel, eine der wegweisenden deutschen Zeitschriften der literarischen Moderne, aus der später der Insel Verlag hervorgeht. Seinen Mitbegründern setzt er  mit dem Schlüsselroman Prinz Kuckuck. Leben, Taten, Meinungen und Höllenfahrt eines Wollüstlings (in drei Bänden von 1906-1908) ein nicht sehr schmeichelhaftes Denkmal. Bierbaum stellt Heymel als reichen, charakterlosen und selbstverliebten Snob dar, der sich aus purer Eitelkeit als Kunstmäzen profiliert. Der Roman erregt großes Aufsehen; es kommt zu Anfeindungen und Prozessen.

1901 heiratet Otto Julius Bierbaum seine zweite Frau, die Florentinerin Gemma Prunetti Lotti. Zusammen reisen sie im eigenen Automobil durch Europa, vor allem nach Italien. Von seiner Begeisterung für Autoreisen erzählen die Bücher Eine empfindsame Reise im Automobil (1903) und Das höllische Automobil (1905). 1906 bezieht das Ehepaar Bierbaum eine Villa in München-Pasing. Im darauf folgenden Jahr ziehen sie nach Dresden.

Der Reisebericht Yankeedoodlefahrt (1909) wird Otto Julius Bierbaums letztes Buch. Er stirbt nach langer Krankheit am 1. Februar 1910 in Dresden. Die Urne mit seiner Asche wird nach München überführt und auf dem Waldfriedhof beigesetzt. Kurz nach seinem Tod erscheint im Münchner Georg Müller Verlag eine Neuauflage seines Romans Das schöne Mädchen von Pao (1899) in einer nach Bierbaums Anweisungen sorgfältig gestalteten bibliophilen Prachtausgabe.