8 ноября 1954 года в Нагасаки в семье океанографа Сидзуо Исигуро родился сын Кадзуо. В 1960 году семья Исигуро эмигрировала в британский город Гилфорд, административный центр графства Суррей, где отец Кадзуо начал проводить исследования в Национальном институте океанографии. Кадзуо поступил в школу первой ступени в Стафтоне и после продолжил своё обучение в Грамматической гимназии Суррея. После окончания школы он взял академический отпуск сроком на один год и отправился в путешествие по США и Канаде. Он мечтал стать музыкантом, играл в клубах, посылал демозаписи продюсерам, но без дальнейшего успеха.
В 1974 году Кадзуо поступил в Кентский университет, в котором в 1978 году получил степень бакалавра английского языка и философии. Был социальным работником в Лондоне. В 1980 году он получил степень магистра искусств в университете Восточной Англии. В университете один из семинаров, которые посещал Кадзуо, вёл Малькольм Брэдбери. В 1982 году Исигуро получил британское гражданство.
Исигуро был соавтором слов дня нескольких песен альбомов джазовой певицы Стейси Кент «Завтрак в утреннем трамвае» 2007 года («Breakfast On the Morning Tram») и «Изменяющиеся огни» 2013 года («The Changing Lights»). О своих текстах для песен Исигуро говорил «…интимные, доверительные, очень личные, смысл их не должен четко просматриваться. Он должен быть туманным, вы должны читать его между строк».
Литературная карьера Кадзуо Исигуро началась в 1981 году с опубликования трёх рассказов в антологии Introduction 7: Stories by New Writers. В 1983 году, вскоре после публикации своего первого романа, он был выдвинут на грант в как один из «Лучших молодых британских писателей». То же поощрение за эти же достижения он получил и в 1993 году.
Первый роман, «Там, где в дымке холмы» (1982), повествует об Эцуко, живущей в Англии вдове из Японии. После самоубийства дочери её преследуют воспоминания о разрушении и восстановлении Нагасаки. Вторым романом был «Художник зыбкого мира», где через рассказ обремененного собственным военным прошлым художника Мацуи Оно исследуются отношения японцев ко Второй мировой войне. Этот роман стал книгой года в Великобритании.
Третий роман Исигуро, «Остаток дня» (1989), рассказывает историю пожилого английского дворецкого. Это монолог-воспоминание на фоне угасания традиций, приближающейся мировой войны и подъёма фашизма. Роман был удостоен Букеровской премии. При этом члены Букеровского комитета проголосовали за роман единогласно, что случается нечасто. Критики отмечали, что японец написал «один из самых английских романов XX века». Его сравнивали с Джозефом Конрадом и Владимиром Набоковым, которым тоже удалось создать классические произведения на не родном для них языке. По роману «Остаток дня» снят имевший значительный успех фильм с Энтони Хопкинсом и Эммой Томпсон в главных ролях. Фильм в российском прокате шёл под названием «На исходе дня».
В 1995 году был опубликован наиболее сложный по стилистике роман Исигуро «Безутешные». Он наполнен многочисленными литературными и музыкальными аллюзиями. Действие этого романа происходит в неназванной центральноевропейской стране и в наше время, тогда как все предыдущие работы Исигуро были наполнены реминисценциями прошлого. Действие романа «Когда мы были сиротами» (2000) разворачивается в Шанхае в первой половине XX века. Это история расследования частным детективом таинственного исчезновения его родителей 20 лет назад. Здесь Исигуро вернулся к своему излюбленному приему блуждания в прошлом.
Исигуро — автор двух оригинальных фильмов для телевидения. Он член Королевского общества литературы. Его произведения переведены более чем на 30 языков мира, в том числе и на русский («Остаток дня», «Когда мы были сиротами», «Не отпускай меня», «Там, где в дымке холмы»).
Кадзуо Исигуро живет в Лондоне с женой Лорной Макдугал и дочерью. Его предпоследний роман «Не отпускай меня» (2005) включен в список 100 лучших английских романов всех времен по версии журнала «Тайм».