1946年長野県生まれ。東京を拠点に活動。

建築史家として1974年に建築探偵団を結成し、関東大震災後に登場した平坦なファサードの商店を「看板建築」と命名したり、日本の近代建築研究をきわめる一方、1986年に赤瀬川原平らと路上観察学会を立ちあげ、都市の中に当初と異なる意味が発生したオブジェなどを発見する活動を行う。その後、異形の造形をもつ「神長官守矢史料館」(1991)によって建築家としてデビューし、自邸の「タンポポハウス」(1995)や「高過庵」(2004)など、ユニークな住宅や茶室を手がけ、また施工のために縄文建築団も結成した。土着性を感じさせながら、実際はどこにもない、あるいは見たことがないのに、懐かしさを感じさせる作風は、「インターナショナル・ヴァナキュラー」と呼ばれる。第10回ヴェネツィア・ビエンナーレ国際建築展(2006)において、藤森は日本館で自作を紹介し、卓越した功績をあげた展示として公式に高く評価されたのを契機に海外での仕事が増え、イギリス、オーストラリア、台湾などでも作品を発表している。2010年は茅野市で宙に浮く「空飛ぶ泥舟」、2012年はミュンヘンで「ウォーキング･カフェ」を制作し、ユーモラスな茶室が話題を呼んでいる。