1938年北海道生まれ。1961年、金沢市立美術工芸大学グラフィックデザインコース卒業。同年、広告代理店（株）電通に入社。すぐにテレビCMのプランニングに従事。日本のテレビCMの黎明期に立会い、以後ほぼ40年間、日本のCMの発展と共に過した。
1998年小田桐昭事務所主宰。
2003年、オグルヴィ＆メイザー･ジャパン（株）に招かれ、2012年3月まで取締役名誉会長。ACC（全日本CM放送連盟）グランプリなど国内･海外で300以上の賞を受けている。海外では、カンヌ国際広告フェスティバルで金賞、銀賞など数度にわたって受賞。
1993年の東京アートディレクタークラブ「AIDS」は小田桐昭本人のアニメーションでカンヌ公共広告部門金賞を受賞。他に、IBA部門賞、CLIO賞など多数。

代表作には松下電器「クイントリックス・英会話」「トランザム・高見山」国鉄「ディスカバーリージャパン」「フルムーン」東京海上「ビリヤード」資生堂「ギア」三菱鉛筆「3600本の替芯」トヨタ自動車「ドリトル先生」サントリー「サントリーホール」etc。
著書に「CM」小田桐昭、岡康道共著（宣伝会議）

広告のディレクションのかたわら、絵本、雑誌、装丁のイラストレーションも手がける。
「大どろぼうブラブラ氏」イラストレーション（読売児童文学賞）
「まねやのオイラ」イラストレーション（野間児童文学賞）
絵本「お返事ください」他（偕成社）
「声に出して読みたい日本語」（草思社）のイラストレーション。
朝日新聞のコラム「日野原重明１０５歳･私の証あるがままいく」のイラストレーションなど。
1996年クリエーションギャラリーG8「小田桐昭のイラストレーション展−ことばとの楽しい関係」、他、原画展開催。

1989年ACC杉山賞受賞
1996年ACC会長賞受賞
2009年日本宣伝大賞山名賞受賞
2011年ACC鈴木ＣＭ賞受賞
2012年度ACCクリエーターズ殿堂
2016年アートディレクターズクラブ殿堂

東京アートディレクターズクラブ会員
N・Yアートディレクターズクラブ会員
東京イラストレーターズソサエティ会員

金沢市立美術工芸大学名誉客員教授