او در ۶ اسفند ۱۳۰۶ در رشت متولد شد. پدرش آقاخان ابتهاج از مردان سرشناس رشت و مدتی رئیس بیمارستان پورسینای این شهر بود. برادران ابتهاج عموهای او بودند. هوشنگ ابتهاج دوره تحصیلات دبستان را در رشت و دبیرستان را در تهران گذراند و در همین دوران اولین دفتر شعر خود را به نام نخستین نغمه‌ها منتشر کرد. ابتهاج در جوانی دلباخته دختری ارمنی به نام گالی شد که در رشت ساکن بود و این عشق دوران جوانی دست مایه اشعار عاشقانه‌ای شد که در آن ایام سرود. بعدها که ایران غرق خونریزی و جنگ و بحران شد، ابتهاج شعری به نام کاروان(دیرست گالیا...)بااشاره به همان روابط عاشقانه‌اش در گیر و دار مسایل سیاسی سرود. ابتهاج مدتی به عنوان مدیر کل شرکت دولتی سیمان تهران به کار اشتغال داشت.

منزل شخصی سایه که از منازل سازمانی شرکت سیمان است در سال ۱۳۸۷ با نام خانه ارغوان به ثبت سازمان میراث فرهنگی رسیده‌است. دلیل این نامگذاری، وجود درخت ارغوان معروفی در حیاط این خانه‌است که سایه، شعر معروف (ارغوان)خود را برای آن درخت گفته‌است. این خانه قدمت چندانی ندارد اما از آنجاکه در زمان سکونت سایه در آن محفل ادبی بزرگان شعر و موسیقی و محل نشست‌های آنها بوده‌است دارای ارزش فرهنگی بسیار بالایی است.

سایه در سال ۱۳۴۶ به اجرای شعر خوانی بر مزار حافظ در جشن هنر شیراز می‌پردازد که دکتر باستانی پاریزی در سفرنامه معروف خود (از پاریز تاپاریس)استقبال بی نظیرشرکت کنندگان و هیجان آنها پس از شنیدن اشعار سایه را شرح می‌دهدومی نویسد که تا قبل از آن هرگز باور نمی‌کرده‌است که مردم از شنیدن یک شعر نو تا این حد هیجان زده شوند.

ابتهاج از سال۱۳۵۰ تا ۱۳۵۶ سرپرست برنامه گل‌ها در رادیوی ایران (پس از کناره گیری داوود پیرنیا) و پایه‌گذار برنامه موسیقایی گلچین هفته بود.[۳] تعدادی از غزل‌ها، تصنیف‌ها و اشعار نیمایی او توسط موسیقی‌دانان ایرانی نظیرشجریان ناظری حسین قوامی اجرا شده‌است. تصنیف خاطره انگیز تو ای پری کجایی و تصنیف سپیده(ایران ایسرای امید)از اشعار سایه‌است. سایه بعد از حادثه میدان ژاله (۱۷ شهریور۱۳۵۷)به همراه محمدرضا لطفی،محمدرضا شجریان و حسین علیزاده، به نشانه اعتراض از رادیو استعفا داد.

از مهم‌ترین آثار هوشنگ ابتهاج تصحیح او از غزل‌های حافظ است که با عنوان «حافظ به سعی سایه» نخستین بار در ۱۳۷۲ به چاپ رسید و بار دیگر با تجدیدنظر و تصحیحات تازه منتشر شد. سایه سالهای زیادی را صرف پژوهش وحافظ شناسی کرده که این کتاب حاصل تمام آن زحمت هاست که سایه در مقدمه آنرا به همسرش پیشکش کرده‌است

ای عشق همه بهانه از توست
من خامُشم این ترانه از توست

و غزلی دیگر:
مژده بده مژده بده یار پسندید مرا
سایهٔ او گشتم و او بُرد به خورشید مرا

و غزلی دیگر:
نشود فاش کسی آنچه میان من و توست
تا اشارات نظر نامه رسان من توست
گوش کن با لب خاموش سخن می گویم
پاسخم گو به نگاهی که زبان من و توست
روزگاری شد و کس مرد ره عشق ندید
حالیا چشم جهانی نگران من و توست
گرچه در خلوت راز دل ما کس نرسید
همه جا زمزمه عشق نهان من و توست
گو بهار دل و جان باش و خزان باش ،ارنه
ای بسا باغ و بهاران که خزان من و توست
این همه قصه فردوس و تمنای بهشت
گفت و گویی و خیالی ز جهان من و توست
نقش ما گو ننگارند به دیباچه عقل
هرکجا نامه عشق است نشان من و توست
سایه زاتشکده ماست فروغ مه مهر
وه از این آتش روشن که به جان من و توست


برخیز که غیر از تو مرا دادرسی نیست

گویی همه خوابند ، کسی را به کسی نیست


آزادی و پرواز از آن خاک به این خاک

جز رنج سفر از قفسی تا قفسی نیست


این قافله از قافله سالار خراب است

اینجا خبر از پیش رو و باز پسی نیست


تا آئینه رفتم که بگیرم خبر از خویش

دیدم که در آن آئینه هم جز تو کسی نیست


من در پی خویشم ، به تو بر می خورم اما

آن سان شده ام گم که به من دسترسی نیست


آن کهنه درختم که تنم زخمی برف است

حیثیت این باغ منم ، خار و خسی نیست


امروز که محتاج توام ، جای تو خالیست

فردا که می آیی به سراغم نفسی نیست


در عشق خوشا مرگ که این بودن ناب است

وقتی همه ی بودن ما جز هوسی نیست