1960년 교토에서 출생하였으며 교토대학교 교육학부를 졸업했고, 같은 대학원의 박사과정을 수료했다. 교토대 미스터리 연구회에 소속 중이던 1987년, 매력적인 명탐정이 등장해 불가사의한 사건을 풀어나가는 고전 본격 미스터리를 참신하게 재해석한 『십각관의 살인(十角館の殺人)』을 발표하면서 일약 신본격 미스터리계의 기수로 떠올랐다. 아야츠지의 데뷔가 물꼬를 터 일군의 신본격 미스터리 작가들이 연이어 등단할 수 있었고, 이들의 인기는 20년이 지난 오늘에 이르기까지 변함이 없다. 1992년 『시계관의 살인(時計館の殺人)』으로 제45회 일본추리작가협회상을 수상했다. 대학시절에 만난 아내 오노 후유미 역시 『십이국기』 등으로 유명한 소설가라 서로의 작품에 도움을 주고받는 동반자로 유명하다.

그 밖에 『안구기담(眼球綺譚)』, 『프릭스(フリ一クス)』, 『키리고에 저택 살인사건(霧越邸殺人事件)』, 『살인방정식』, 『살인귀』 등을 썼고, 시리즈물로는 『어나더(Another)』, 『어나더 에피소드 S(Another エピソ_ド S)』, 『어나더 2001』의 ‘어나더’ 시리즈, 『수차관의 살인(水車館の殺人)』, 『미로관의 살인(迷路館の殺人)』, 『기면관의 살인(奇面館の殺人)』 등 ‘관’ 시리즈, 『진홍색 속삭임(緋色の_き)』, 『어둠의 속삭임(暗闇の_き)』의 ‘속삭임’ 시리즈 등을 썼다.