בולאט אוקוג'אבה נולד במוסקבה, בירת ברית המועצות, למשפחת פעילים במנגנון המפלגה הקומוניסטית. אביו, שלווה אוֹקוּגַ'אבָה (ოკუჯავა), היה ממוצא גאורגי, ואימו ממוצא ארמני. זמן קצר לאחר הולדת הבן נשלח אביו לאזור הרי הקווקז ואימו המשיכה לעבוד במנגנון המפלגתי במוסקבה. בתחילת שנות ה-30 התבססה המשפחה בעיר טביליסי (גאורגיה), אך לאור חילוקי דעות בין אביו לבין לברנטי בריה, אביו הועבר לאזור הרי אורל והמשיך שם בעבודה במנגנון המפלגתי. בשנת 1937, במהלך הטיהורים הגדולים הוא נעצר ולא חזר מהכלא; אמו נעצרה ושוחררה רק בשנת 1955. בולאט אוקוג'אבה הנער חזר עם סבתו למוסקבה, ובשנת 1940 הם עברו לטביליסי.
באפריל 1942 התנדב אוקוג'אבה לצבא האדום. הוא הוצב ביחידה קרבית, נפצע, ולאחר החלמתו השתתף בקרבות עד סוף המלחמה.
בשנת 1956 פגש כמה משוררים, ולאחר שקיבל מהם ביקורת חיובית לשיריו, עבר לעיר קלוגה. בעיתון המקומי בעיר זו התפרסמו כמה משיריו. בשנת 1956 פרסם לראשונה ספר שירים.
בשנת 1959 חזר אוקוג'אבה למוסקבה. באותה שנה הוא התחיל לשיר את שיריו בליווי נגינה בגיטרה וזכה בפופולריות רבה. לפרנסתו עבד כעורך בהוצאה לאור, ואחר כך היה אחראי על מדור השירה בעיתון "ליטרטורניה גזטה" ("העיתון הספרותי").
בשנת 1961 ארגנו הופעה ראשונה שלו לקהל הרחב בעיר חרקוב. ב-1962 הוא התקבל לארגון המשוררים הסובייטי. באותה שנה הצטלם לראשונה בסרט בו הוא שר בעצמו את אחד משיריו. במהלך שנות ה-60 וה-70 כתב מספר רב של שירים ששולבו בסרטים שונים לרבות "תחנת רכבת בלרוסקי", "כובע קש", "השמש הלבנה של המדבר" ועוד.
במהלך שנות ה-70 שיריו הוקלטו והופיעו על תקליטים. במקביל הוקלטו שיריו בקלטות וקיבלו תפוצה רחבה. שירים רבים שלו הולחנו על ידי המלחין איסאק שוורץ ושולבו בסרטים.
אוקוג'אבה כתב מספר ספרים, שהראשון שבהם היה ספר אוטוביוגרפי שפורסם בשנת 1961.
במהלך שנות ה-80 הופיע אוקוג'אבה רבות ברחבי רוסיה, ארצות הברית, קנדה, גרמניה וישראל. רבים משיריו תורגמו לעברית על ידי ד"ר גנאדי גונטר. ההופעה האחרונה שלו נערכה בפריז בקיץ 1995.